MAPA FORNECE IMAGEM DETALHADA DE COMO O CÉREBRO É ORGANIZADO. (Comentado)

A idade de exploração passou a muito tempo, mas não há, pelo menos, uma área ainda largamente inexplorada: no cérebro humano. Agora, um novo mapa detalhado por pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis estabelece a paisagem do córtex cerebral – a camada mais externa do cérebro e da estrutura dominante envolvida na percepção sensorial e atenção, assim como distintamente funções como a linguagem humana, uso de ferramentas e pensamento abstrato.

Um novo mapa detalhado por pesquisadores da Universidade de Washington of Medicine, em St. Louis estabelece a paisagem do córtex cerebral - a camada mais externa do cérebro e da estrutura dominante envolvido na percepção sensorial e atenção, bem como funções distintamente humanos tais como linguagem, uso de ferramentas e pensamento abstrato. Crédito: Matthew Glasser e Eric Young.

Um novo mapa detalhado por pesquisadores da Universidade de Washington of Medicine, em St. Louis estabelece a paisagem do córtex cerebral – a camada mais externa do cérebro e da estrutura dominante envolvida na percepção sensorial e atenção, bem como funções distintamente humanas tais como linguagem, uso de ferramentas e pensamento abstrato. Crédito: Matthew Glasser e Eric Young.

Com as características de um cérebro normal demarcadas nos mínimos detalhes, o novo mapa será uma fundamental para os investigadores que estudam distúrbios cerebrais, como o autismo, esquizofrenia, demência e epilepsia. Os cientistas serão capazes de usá-lo para compreender as diferenças nos cérebros de pacientes com estas doenças em comparação com adultos que são saudáveis. Ele também irá acelerar o progresso em decifrar o funcionamento do cérebro saudável e elucidar o que nos torna únicos como uma espécie. O foi publicado na revista Nature.

Os pesquisadores se basearam em dados e métodos gerados pelo The Human Connectome Project, após cinco anos, o estudo multimilionário liderado por David Van Essen, PhD, principal autor sobre deste paper, e que envolve um consórcio que inclui a Universidade de Minnesota e da Universidade de Oxford. O Projeto Conectoma Humano utilizou um poderoso, aparelho de ressonância magnética feito sob encomenda para mapear o cérebro de 1.200 adultos jovens. Este estudo complementa o Projeto Conectoma Humano ao delinear cuidadosamente as regiões do cérebro de modo que as suas ligações podem ser mapeadas com mais precisão.

O novo mapa divide ambos os hemisférios cerebrais direito e esquerdo em 180 áreas com base nas diferenças físicas (tais como a espessura do córtex), distinções funcionais (tais como as áreas que respondem a estímulos de linguagem), e as diferenças nas ligações das áreas. A cartografia cerebral não é tão simples como notando uma “montanha” aqui e um “rio” ali, uma vez que grande parte do cérebro parece superficialmente o mesmo. Tal cartografia é mais parecido com um mapa mostrando fronteiras do Estado do que características topográficas; as divisões mais importantes são invisíveis do céu, mas extremamente importante.

“O cérebro não é como um computador que pode suportar qualquer sistema operacional e executar qualquer software”, disse Van Essen, professor de neurociência da Alumni Endowed. “Em vez disso, o software – como o cérebro funciona – está intimamente correlacionado com a estrutura do cérebro – seu hardware, por assim dizer. Se você quiser descobrir o que o cérebro pode fazer, você tem que entender como ele é organizado e conectado”.

Os investigadores mapearam o córtex, uma camada de tecido neural que envolve o resto do cérebro como uma folha de papel amassada. O córtex é importante para a sensação, atenção, memória, percepção, pensamento, linguagem e consciência.

A neuroanatomista alemão, Korbinian Brodmann, primeiro mapeou o córtex humano na primeira década do século 20. Ele identificou 50 regiões, incluindo as zonas que mais tarde mostraram estar envolvidas no processamento visual, linguagem e sensorial.

Quando o autor principal do novo estudo Matthew Glasser, PhD, começou a estudar as conexões entre as áreas de linguagem do cérebro quase um século mais tarde, ele rapidamente tornou-se frustrado com o mapa de Brodmann e como ele foi sendo tipicamente usado em neuroimagem.

“Meu trabalho inicial sobre conectividade e linguagem envolveu este mapa de 100 anos de idade e tentando adivinhar onde as áreas de Brodmann eram em relação aos caminhos debaixo deles”, disse Glasser. “Tornou-se rapidamente óbvio para mim que precisávamos de uma maneira melhor para mapear as áreas nos cérebros vivos que estávamos estudando”.

Para fazer este mapa, Glasser, Van Essen, e seus colegas reuniram dados de 210 indivíduos saudáveis jovens adultos de ambos os sexos. Os pesquisadores combinaram medidas da espessura do córtex e da quantidade de isolamento em torno de cabos neuronais, com exames de ressonância magnética do cérebro descansando e do cérebro executar tarefas simples, como ouvir uma história.

“Nós acabamos com 180 áreas em cada hemisfério, mas não esperamos que seja o número final”, disse Glasser. “Em alguns casos, identificamos um pedaço de córtex que provavelmente poderia ser subdividido, mas não tínhamos confiança em desenhar bordas com os nossos dados e as técnicas atuais. No futuro, os pesquisadores com melhores métodos irão subdividir essa área. Estamos focados em fronteiras que estamos confiantes que vai resistir ao teste do tempo”.

Algumas dessas áreas estão claramente envolvidas em tarefas específicas, tais como 55b, que se ilumina com a atividade quando uma pessoa ouve uma história. Outros contêm um mapa de campo de uma pessoa usando a visão, ou estão envolvidos em controlar o movimento. A maioria das áreas provavelmente nunca serão identificadas com uma única função, porque não fazer apenas uma coisa, mas sim coordenam a informação de muitos sinais diferentes.

No século entre o mapa de Brodmann e Glasser e Van Essen, muitos outros mapas do córtex foram elaborados, mostrando em qualquer lugar de 50 a 200 áreas diferentes. Os pesquisadores melhoraram em mapas anteriores, alinhando precisamente o cérebro para um sistema de coordenadas comum antes da análise, usando um algoritmo desenvolvido por colegas na Universidade de Oxford, e incorporando dados disponíveis de MRI da mais alta qualidade. Os pesquisadores também verificaram que seu método poderia ser aplicado a indivíduos, produzindo mapas do cérebro de um conjunto diferente de 210 adultos jovens e saudáveis.

Os resultados são um mapa exato com fronteiras nítidas e invulgarmente um algoritmo capaz de localizar as áreas em cérebros individuais, apesar de cada indivíduo é único em termos do padrão de dobras corticais e do tamanho e forma das zonas no mapa cortical.

“No passado, nem sempre era claro se os resultados de dois estudos de neuroimagem separados referiram-se à mesma área ou não”, disse Glasser. Ao utilizar o novo mapa e algoritmo de alinhamento, os resultados de estudos separados poderiam ser mais precisamente comparados.

Melhores mapas individuais do cérebro podem ser muito úteis. Neurocirurgiões da Universidade de Washington já usam mapas cerebrais individuais menos detalhados quando se preparavam para a cirurgia para evitar danificar as áreas mais importantes, tais como os envolvidos na língua ou função motora.

Mapas cerebrais individuais também pode orientar o tratamento de doenças neurológicas ou psiquiátricas. Diferentes tipos de demência, por exemplo, são caracterizadas por degeneração em diferentes áreas do cérebro. Os clínicos podem utilizar os mapas individuais para personalizar o tratamento, com base nas áreas afetadas, ou para monitorar a resposta ao tratamento.

Como cartógrafos do passado, os cartógrafos do cérebro basicamente estão fornecendo uma ferramenta para que outros possam usar em exploração e descobertas.

“Fomos capazes de persuadir a Nature a colocar on-line quase 200 páginas extras de informações detalhadas sobre cada uma das 180 regiões, bem como todos os algoritmos que usamos para alinhar os cérebros e criar o mapa”, disse Van Essen. “Achamos que ele vai servir a comunidade científica melhor se eles podem mergulhar e obter esses mapas na tela de seu computador e explorar como funcionam”.

Jornal Referência:
1. Matthew F. Glasser, Timothy S. Coalson, Emma C. Robinson, Carl D. Hacker, John Harwell, Essa Yacoub, Kamil Ugurbil, Jesper Andersson, Christian F. Beckmann, Mark Jenkinson, Stephen M. Smith, David C. Van Essen. A multi-modal parcellation of human cerebral cortex. Nature, 2016; DOI: 10.1038/nature18933

Fonte: Science Daily

.

Comentários internos

Cada área do córtex cerebral é especializada a alguma função e elas são conectadas a uma parte específica do tálamo.  De fato, estas áreas formam módulos mentais que se especializaram a determinadas funções para resolver problemas específicos estabelecidos pelo ambiente.

Áreas de associação

Áreas de associação

Todas as vias dos órgãos sensoriais do córtex passam pelo tálamo, sendo a única exceção as vias sensoriais do sistema olfatório que são filogeneticamente mais antigas. As áreas motoras primárias têm conexões diretas com os músculos específicos para gerar movimentos musculares.

As áreas sensoriais primárias são responsáveis por estímulos visuais auditivos e somáticos, já as áreas secundárias dão sentido ás funções das áreas primárias. A área pré-motora suplementar funciona junto com o córtex motor primário e os gânglios da base para fornecer padrões de atividade motora.

As áreas de associação analisam sinais a partir de múltiplas regiões do córtex motor ou sensorial e das estruturas subcorticais. Estas áreas são responsáveis por estabelecer coordenadas espaciais, por exemplo, e recebem a informação visual do córtex occipital posterior, informações somáticas e controlam movimentos do corpo.

A compreensão da linguagem é dada pela área de Wernicke, responsável por funções intelectuais superiores baseadas na linguagem.

Circuito cerebral da expressão e da compreensão.

Circuito cerebral da expressão e da compreensão.

Há áreas responsáveis pelo processamento inicial de linguagem visual contido nas palavras lidas em uma página por exemplo, e envia este processamento para área de Wernicke, conferindo sentido as palavras visualmente percebidas.

Há uma área do córtex que é responsável pelo estabelecimento de nomes dos objetos. Estes, são apreendidos sobretudo pela entrada auditiva.  As características físicas a partir da entrada visual. Os nomes são essenciais a compreensão da linguagem, inteligência e funções desempenhadas pela área de Wernicke.

A área de associação pré-frontal é responsável por processos de pensamento prolongado da mente. Ela é capaz de combinar informações não-motoras a partir de áreas espalhadas no cérebro e claro, também de pensamentos motores.

A área de Broca contém circuitos neurais para formação de palavras e esta em forte associação com a área de Wernicke

Outra área importante que se conecta com o córtex são as áreas de associação límbica, responsáveis por processos de aprendizagem comportamento emoções e motivações.

Victor Rossetti

Palavras chave: NetNature, Rossetti, Sistema Nervoso, Córtex.

 

Referências

Guyton & Hall. Fisiologia Humana e Mecanismos de Doenças. Ed. Guanabara Koogan. 6 edição. 1996

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s