Pesquisadores de engenharia biomédica da Universidade Case Western Reserve informam que identificaram uma nova forma de comunicação neural que ainda não havia sido identificada pela comunidade científica.
Uma descoberta que poderia ajudar os neurocientistas a entenderem melhor a atividade neural em torno de processos cerebrais específicos incluindo distúrbios cerebrais.
“Ainda não sabemos a parte de aplicapilidade prática desta descoberta”, disse o pesquisador Dominique Durand, professor de Engenharia Biomédica da Elmer Lincoln Lindseth e Diretor do Centro de Engenharia Neural da Case School of Engineering. “Mas sabemos que isso parece ser uma forma totalmente nova de comunicação no cérebro, então estamos muito animados com isso.”
Até agora, haviam apenas três maneiras conhecidas dos neurônios “conversarem” entre si no cérebro: via transmissão sináptica, transmissão axonal e o que é conhecido até hoje como “junções comunicantes” entre os neurônios.
Os cientistas também sabem, no entanto, que quando muitos neurônios disparam juntos, eles geram campos elétricos fracos que podem ser registrados com o eletroencefalograma (EEG). Mas esses campos eletromagnéticos foram considerados pequenos demais para contribuir com a atividade neural.
Esses novos experimentos no laboratório de Durand, no entanto, mostraram que esses campos não apenas excitam as células, mas também podem produzir campos elétricos próprios e gerar uma onda de atividade autopropagável.
Essa nova forma de comunicação foi descoberta, enquanto cientistas da Case Western Reserve analisavam o mecanismo de propagação de ondas cerebrais relativamente rápidas, semelhantes àquelas geradas quando dormimos. Eles chamam isso de acoplamento efático (ou elétrico), uma referência ao conhecido e observado campo elétrico de baixo nível no cérebro – mas agora acredita-se que ele também seja capaz de gerar atividade neural.
“Sabemos sobre essas ondas há muito tempo, mas ninguém sabe exatamente qual é a sua função e ninguém acredita que elas possam se propagar espontaneamente”, disse Durand. “Eu venho estudando o hipocampo, ele é apenas uma pequena parte do cérebro, e mesmo assim há 40 anos ele continua me surpreendendo.”
Experiência Impressionante
Essa surpresa chegou ao auge durante uma série de experimentos nos quais Durand e sua equipe observaram o “salto” de uma onda através de um corte que havia sido feito na fatia do tecido cerebral – um fenômeno que eles concluiram só poder ser explicado pelo acoplamento do campo elétrico.
De novo e de novo, a onda cerebral parecia saltar através do espaço vazio. Imagine uma “onda” tipo aquelas “olas” de torcedores em um estádio de futebol ao atingir as arquibancadas vazias no campo central. Você espera que a onda gagueje e acabe por ali, mas essa onda é captada novamente pela multidão do outro lado no campo direito e continua percorrendo pela multidão.
É claro que este comportamento descrito acima foi exatamente o de uma onda elétrica em um tecido neural que nunca havia sido observado antes por neurocientistas, ou qualquer outra pessoa, disseram os cientistas.
Durand disse que não acreditou quando viu. Nem os colegas pesquisadores em seu laboratório ou um parceiro da Universidade de Tianjin, na China.
“Foi um momento de cair o queixo”, disse ele, “para nós e para todos os cientistas que contamos sobre isso até agora.”
Entre os duvidosos: O comitê de revisão do The Journal of Physiology, exigiu que os pesquisadores da Case Western Reserve realizassem mais experimentos para verificar o seu trabalho duas vezes e três vezes antes de concordar em publicar o trabalho.
“Mas todos os experimentos que fizemos desde o teste foram confirmados até agora”, disse Durand.
Nota: Este artigo foi republicado a partir de materiais fornecidos pela Case Western Reserve University. O material foi editado por questões de comprimento e adaptação para uma linguagem mais acessível. Para mais informações, entre em contato com a fonte citada abaixo.
Referências:
Chiang, C., Shivacharan, R., Wei, X., Gonzalez-Reyes, L. and Durand, D. (2018). Slow periodic activity in the longitudinal hippocampal slice can self-propagate non-synaptically by a mechanism consistent with ephaptic coupling. The Journal of Physiology, 597(1), pp.249-269.
