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Uma nova pesquisa realizada pela Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard revelou um modelo de replicação das dobras cerebrais que pode ajudar os cientistas a compreender melhor o funcionamento interno do cérebro. Através da replicação tridimensional das dobras no cérebro humano, a equipe de pesquisa demonstrou que, embora existam múltiplos processos moleculares que, em última análise, determinam os eventos celulares, a causa real das dobras cerebrais é essencialmente uma instabilidade mecânica que tem sido associada à deformação.
Pesquisadores criaram um modelo de gel, uma réplica tridimensional de um cérebro fetal liso, por meio de imagens de ressonância magnética. A superfície do modelo foi revestida com uma camada de gel elastomérico, que atuava como um análogo do córtex. Para simular a expansão cortical, o modelo de cérebro foi imerso em um solvente que penetrou na camada mais externa, causando inchaço em relação às regiões mais profundas do cérebro de gel. Em poucos minutos de imersão no solvente líquido, a compressão resultou na formação de dobras no modelo, semelhantes em forma e tamanho às dobras do cérebro real.
Até mesmo os pesquisadores ficaram impressionados com as semelhanças entre o cérebro de gel e o cérebro humano real. Jun Chung, pós-doutorando e co-primeiro autor do artigo, disse: "Quando coloquei o modelo no solvente, eu sabia que haveria dobramento, mas nunca imaginei um padrão tão semelhante ao do cérebro humano". Ele prosseguiu dizendo: "Parece um cérebro humano de verdade"
A relevância e a chave dessas semelhanças residem no formato único do cérebro humano. Chung afirma: "A geometria do cérebro é realmente importante porque serve para orientar as dobras em determinadas direções". Chung alega que seu modelo, que em grande escala geométrica é idêntico a um cérebro humano real, possui a mesma curvatura, o que levou à formação de dobras que correspondem tão de perto às de um cérebro fetal real.
Existem muitas maneiras de racionalizar as dobras do cérebro humano a partir de uma perspectiva evolutiva. Por exemplo, acreditava-se que os cérebros dobrados eram resultado da evolução do córtex, de grande tamanho, para caber em um volume menor, com o benefício de diminuir o comprimento das conexões neuronais e, portanto, melhorar a função cognitiva.
O que antes era inexplicável era como o cérebro se dobra. Ao longo de muitos anos de estudo, diversas hipóteses foram propostas. No entanto, nenhum desses avanços foi usado diretamente para gerar previsões testáveis. Agora, pesquisadores da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard, em colaboração com cientistas da França e da Finlândia, conseguiram demonstrar que a causa fundamental das dobras cerebrais é o resultado de uma simples instabilidade mecânica, provavelmente decorrente de flambagem.
O cérebro não será exatamente igual em todos os seres humanos, mas todos os cérebros devem apresentar as mesmas circunvoluções principais, que indicam boa saúde. Esta pesquisa mostra que, se a geometria global do cérebro for interrompida ou se alguma parte não amadurecer/crescer adequadamente, as circunvoluções principais podem não estar presentes onde deveriam, o que pode levar a disfunções cerebrais. Este estudo ajuda os cientistas a compreender melhor as circunvoluções cerebrais, o que pode ajudar a desvendar o funcionamento interno do cérebro humano e, em última análise, explicar alguns distúrbios cerebrais.
Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson de Harvard. (1 de fevereiro de 2016). Nova pesquisa replica o dobramento do cérebro humano em 3D: Estudo comprova um modelo mecânico simples de como o cérebro humano se dobra. ScienceDaily. Recuperado em 2 de fevereiro de 2016 de www.sciencedaily.com/releases/2016/02/160201122842.htm
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