Massa cinzenta do cérebro fica transparente

Cientistas japoneses descobriram técnica de transformar tecido biológico morto em uma geleia translúcida

The New York Times |

Atsushi Miyawaki via The New York Times
Clarificação da massa cinzenta pode ajudar em estudos sobre o cérebro. Na imagem 3D, os neurônios de um camundongo
Um grupo de neurocientistas japoneses está tentando transparecer a mente – literalmente. Eles conceberam uma forma de transformar a massa cinzenta opaca do cérebro em uma substância cristalina e transparente.

O grupo, financiado pelo governo e sediado no Riken Brain Science Institute em Wako, Japão, criou um coquetel químico de baixo custo que transforma um tecido biológico morto, de uma massa colorida, em algo que parece uma geleia translúcida. Embeber o tecido cerebral na solução facilita que os neurocientistas vejam o que há por dentro, um passo que eles esperam que revele o princípio físico de traços da personalidade, memórias e até mesmo a consciência.

''Estou muito animado com o potencial’', disse o Dr. Atsushi Miyawaki, pesquisador da equipe, que publicou a descoberta na revista Nature Neuroscience.

A solução química – patenteada com o nome de Scale, uma aproximação fonética da palavra japonesa para 'transparente’ – poderia ajudar neurocientistas a mapearem a arquitetura oculta do cérebro, apesar do objetivo ainda estar longe de ser alcançado. Até agora, os pesquisadores estão trabalhando para construir este mapa, chamado 'conectoma’, do cérebro de ratos, que é muito menos complexo comparado aos humanos.

Fundamentalmente, esse mapeamento poderia ser conduzido em cérebros de diferentes idades, disse Miyawaki, oferecendo um vislumbre de como o órgão se desenvolve e até mesmo como diferenças genéticas podem afetar esse desenvolvimento.

Miyawaki e sua equipe ainda têm que testar o Scale em cérebros humanos – seu laboratório trabalha com ratos – porém planejam fazê-lo tão logo o difícil processo para se obter um exemplar esteja concluído. Ele espera que a solução de transparência funcione tão bem quanto funciona no cérebro de ratos.

O Dr. Jeff Lichtman, neurocientista na Universidade Harvard, que está envolvido no Projeto do Conectoma Humano – uma ação multi-institucional para mapear o cérebro de ratos e subsequentemente o de humanos – acredita que o Scale mostra potencial e possibilidade de ser usado em seu laboratório.

Parece um bom método para ''esclarecer o cérebro’', disse ele em uma entrevista por telefone. ''Cérebros claros’', disse ele. ''Isso é o principal’'.

Os neurônios do cérebro estão ''interconectados em uma rede de fios vasta e profundamente misteriosa, na qual há o diagrama de conexões’', disse Lichtman. Os cientistas têm de decifrar esse diagrama antes de entenderem como a informação flui nele, ele continuou. Se o cérebro fosse clarificado usando-se uma solução como o Scale os pesquisadores poderiam delinear grandes seções do diagrama ''todas em uma só seção’', disse ele, ''e isso seria fantástico’'.

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Atualmente, para ver tecidos cerebrais em um microscópio, os cientistas precisam fatiá-lo em lascas com a grossura de um fio de cabelo, de forma que a luz possa passar por elas. Para analisar o cérebro inteiro de um rato dessa forma – um processo que o laboratório de Lichtman está buscando, mas está longe de estar terminado – o órgão precisa ser fatiado em algumas centenas de fatias e cada qual deve ser analisada no microscópio, para se obter uma imagem de suas células.

Não só é um processo trabalhoso, como as fatias do cérebro podem ficar distorcidas e pequenas porções de tecido podem acabar perdidas. Esses erros difíceis de serem evitados podem transformar as imagens em peças deformadas de um quebra cabeças que não conseguem ser facilmente agrupadas em um diagrama de conexões.

O cérebro de um rato que foi clarificado com o Scale, por outro lado, é transparente o suficiente sem ser finamente fatiado e poderia ser exposto em três grandes pedaços, evitando esses problemas, de acordo com Miyawaki. Pelo fato de clarificar o tecido sem remover água, a solução sustenta marcas celulares geneticamente introduzidas – utilizadas para diferenciar um neurônio do outro – em um ambiente úmido que aquele em que evoluíram originalmente. As marcas são feitas de proteínas que vêm de águas vivas e corais.

De acordo com Miyawaki, o Scale funciona muito melhor em cérebros jovens do que nos mais velhos, que estão repletos de tecidos mais rigidamente conectados que não absorvem a solução tão prontamente.

Até agora, Miyawaki e sua equipe utilizaram a solução apenas em tecidos mortos. O próximo passo, disse ele, é inventar uma fórmula que funcione em tecidos vivos, apesar de ser um alvo distante no momento.

O Scale não é difícil de ser feito: é uma mistura barata de ureia (encontrada na urina e em fertilizantes), glicerol e detergente. Apesar de ele e um colega deterem a patente, Miyawaki incluiu a receita inteira em um artigo recentemente publicado e espera que laboratórios ao redor do mundo comecem a usá-lo para mapear o cérebro.

Neurocientistas não podem responder a questões importantes sobre o cérebro até que tenham um mapa do circuito neuronal, disse Miyawaki, acrescentando, ''e existem muitas, muitas questões importantes’'.

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