D. Berger / Google Research & Lichtman Lab / Harvard University
Um milímetro cúbico de tecido saudável do córtex tem 57 mil células
O estudo focou-se num fragmento de tecido cerebral de uma mulher de 45 anos, diagnosticada com epilepsia.
Cientistas da Universidade de Harvard, em colaboração com o Google, desenvolveram um diagrama minucioso de uma pequena fração do cérebro humano, trazendo à luz novas complexidades.
O estudo focou-se num fragmento de tecido cerebral de uma mulher de 45 anos, diagnosticada com epilepsia, e os resultados foram divulgados na revista Science.
Utilizando uma tecnologia avançada do Google, a equipa mapeou a complexa rede neural dentro de um milímetro cúbico de tecido saudável do córtex, encontrando 57 mil células, 150 milhões de conexões neurais, e 23 cm de vasos sanguíneos.
Este mapa cerebral foi disponibilizado gratuitamente para uso da comunidade científica.
Jeff Lichtman, líder do estudo e professor em Harvard, explicou que o desafio deste estudo residia na obtenção de imagens de alta resolução do cérebro, uma tarefa extremamente complexa até então.
Para isso, foram usadas técnicas de fatiamento de tecido em camadas ultrafinas e microscopia eletrónica, capturando imagens a uma escala nanométrica.
Um algoritmo de aprendizado de máquina foi utilizado para seguir o trajeto das células, processo que demoraria anos se tivesse sido feito manualmente.
A análise detalhada revelou características intrigantes, como neurónios piramidais com dendritos ramificados de forma simétrica, e axónios formando laços antes de se direcionarem às suas conexões.
Segundo o The Harvard Gazette, as imagens geradas somaram 1,4 petabytes de dados, equivalente a 14.000 filmes em resolução 4k.
Lichtman destacou que muitas das descobertas desafiam o conhecimento existente e ainda não são completamente compreendidas, sugerindo um vasto campo ainda a ser explorado entre o conhecimento atual e o que ainda há para descobrir.
Por exemplo, os cientistas viram que algumas conexões neuronais são tão fortes que podem explicar como certos comportamentos aprendidos são executados automaticamente.
Enquanto mais de 96% dos axónios formavam uma única conexão com uma célula alvo, alguns estabeleciam múltiplas conexões, chegando a mais de 50 com uma única célula.
Os cientistas não têm planos de mapear um cérebro humano completo devido aos desafios tecnológicos e à falta de matéria-prima saudável. As descobertas atuais já desafiam o conhecimento prévio e expõem facetas desconhecidas do cérebro.
O próximo passo inclui um esforço colaborativo entre várias universidades e o Google para mapear o cérebro de um rato inteiro.
