Um tipo de célula frequentemente ignorado no cérebro desempenha um papel dinâmico e surpreendentemente complexo em nossa capacidade de processar informações, de acordo com novas pesquisas da Oregon Well being & Science College.
O estudo, publicado hoje no diário Ciênciafornece evidências diretas para a ação em tempo actual de um tipo de célula glial em forma de estrela, conhecido como astrócitos, no cérebro vivo de moscas da fruta. O tipo de célula abundante – aproximadamente 35% de todas as células no cérebro humano – parece ser uma parte essencial da orquestração de uma rede complexa que governa a função cerebral.
“Esperamos que isso comece a mudar fundamentalmente a maneira como o campo pensa sobre os astrócitos e seu papel na mediação da neurofisiologia e comportamento”, disse o autor sênior Marc Freeman, Ph.D., diretor do Instituto OHSU Vollum. “A longo prazo, deve mudar a maneira como as pessoas pensam em desenvolver terapias para regulamentação de atenção, ansiedade e humor”.
A descoberta foi replicada nos astrócitos de roedores, sugerindo que é uma característica antiga da evolução que provavelmente será conservada em outros mamíferos, incluindo pessoas.
“Acho que é evolutivamente relevante para a sobrevivência”, disse o principal autor Kevin Guttenplan, Ph.D., cientista de pós -doutorado no laboratório de Freeman. “Se um tigre está atrás de você, você precisa mudar rapidamente como as regiões do cérebro estão pensando – é hora de excluir todo o resto em sua mente e concentrar completamente o cérebro em escapar. Não é hora de pensar em qualquer outra coisa”.
Construindo sobre descobertas
Ao mesmo tempo, acreditava -se que os astrócitos desempenhassem apenas um papel de apoio, fornecendo alimentos e removendo o desperdício para os neurônios, as células que formam a “contração” do cérebro transmitindo sinais que nos permitem pensar, agir e sentir sensações.
Em 2016, Freeman e colaboradores documentaram pela primeira vez que os astrócitos também transmitem sinais entre os neurônios.
Com base nessa descoberta, os pesquisadores mostram alguns dos mecanismos específicos que revelam como Essas células transmitem sinais. Acontece que é uma interação altamente complexa na qual os astrócitos podem ativar e desligar sua capacidade de responder a neurotransmissores químicos no cérebro, como dopamina e glutamato.
“Os astrócitos são realmente grandes, e uma única célula pode ter 100.000 sinapses capazes de enviar sinais para outras células”, disse Guttenplan. “Esse mecanismo permite que eles escolham quais neurônios ouvirem. Ser capaz de desligar alguns desses circuitos permite que os astrócitos entendam a cacofonia da atividade que ocorra no cérebro de momento a momento”.
Os pesquisadores descobriram que, ao manipular esse caminho de bloqueio nos astrócitos, eles foram capazes de atrapalhar o comportamento das moscas da fruta – destacando o fato de que essas pequenas mudanças podem ter um impacto potente.
‘Astrócitos pode ser a chave’
Os neurocientistas já assumiram que os astrócitos são um jogador muito mais passivo na fisiologia do cérebro.
“Este estudo mostra a importância dos astrócitos na atividade e no comportamento neuronais”, disse Miriam Leenders, Ph.D., diretor de programa do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e AVC, parte dos Institutos Nacionais de Saúde, que financiou o estudo. “Também demonstra como estudos fundamentais de neurociência em sistemas modelo como a mosca da fruta podem fornecer novas idéias fundamentais sobre a fisiologia do cérebro”.
A nova pesquisa revela que os astrócitos podem responder diretamente a mensagens de todos os tipos de neurônios. Dessa maneira, eles desempenham um papel na complexa rede de sinalização neuronal que impulsiona a cognição e controla o comportamento físico. Além disso, eles descobriram que essas respostas mudam dinamicamente com o estado cerebral, permitindo que os astrócitos orquestrem a complexa rede de neurônios, permitindo que o cérebro atendesse às tarefas em questão.
“Essas células fazer Controle ativamente a atividade neuronal, muito poderosamente “, disse Guttenplan.
No entanto, os cientistas alertam que a descoberta complica a compreensão científica de como o cérebro funciona. Think about um único astrócito se arregalando com milhares de sinapses cujos mecanismos de bloqueio podem ser alternadamente ativados ou silenciados por inúmeras pistas em torno dele. E depois multiplique -o por milhões de astrócitos em todo o cérebro humano.
“É extremamente complicado”, disse Guttenplan.
Ao mesmo tempo, os pesquisadores estão cada vez mais encontrando evidências de que as células gliais desempenham um papel nas lesões cerebrais e em condições neurodegenerativas, como as doenças de Alzheimer e Parkinson. Melhorar o entendimento científico sobre como essas células funcionam pode ajudar a prevenir doenças ou desenvolver tratamentos.
“Em algumas dessas condições, coisas como foco e atenção são interrompidas”, disse Guttenplan. “Os astrócitos podem ser a chave.”
Além de Freeman e Guttenplan, os co-autores incluem Isa Maxwell, BA, Erin Santos, BA, Luke A. Borchardt, BS, Ernesto Manzo, Ph.D. e Lieire Abalde-Attistain, Ph.D., de Ohsu; e Rachel D. Kim, Ph.D., da Escola de Medicina da Universidade de Nova York.
