Os pesquisadores conseguiram controlar 1 milhão de neurônios diferentes no cérebro de camundongos ao mesmo tempo – levando os cientistas a um passo impressionante em direção a um dia serem capazes de rastrear a atividade muito complexa do cérebro humano.
A chave é uma inovação que está sendo chamada de ‘microscopia de contas de luz’. Ele melhora a microscopia de dois fótons atual, usando lasers para acionar a fluorescência introduzida em células vivas. Conforme as células são iluminadas, os cientistas podem ver como elas se movem e interagem.
Com a microscopia de contas de luz, os cientistas podem obter a velocidade, a escala e a resolução necessárias para mapear o cérebro de um rato em detalhes conforme sua atividade neural muda. O rastreamento quase simultâneo pode durar enquanto as contas de luz forem capazes de permanecer iluminadas.
“Compreender a natureza da rede densamente interconectada do cérebro requer o desenvolvimento de novas técnicas de imagem que podem capturar a atividade dos neurônios em regiões do cérebro amplamente separadas em alta velocidade e resolução de célula única”, diz a neurocientista Alipasha Vaziri, da Universidade Rockefeller em Nova York.
“Precisamos capturar muitos neurônios em partes distantes do cérebro ao mesmo tempo em alta resolução. Esses parâmetros são quase mutuamente exclusivos.”
Em outras palavras, as técnicas atuais de microscopia precisam escolher entre aumentar o zoom para obter detalhes suficientes e perder tudo o que está acontecendo, ou diminuir o zoom para ver a imagem inteira e perder alguns dos detalhes mais sutis.
A microscopia de esferas de luz é capaz de superar essas limitações, removendo o tempo morto entre os pulsos de laser – usando uma cavidade de espelhos, ela divide cada pulso forte em 30 subpulsos menores de diferentes intensidades, que são capazes de atingir profundidades diferentes, mantendo o mesmo nível de fluorescência.
Isso significa que várias profundidades podem ser visualizadas no mesmo pulso, dando aos cientistas uma visão mais profunda e rápida do que está acontecendo. Os cientistas já demonstraram a técnica para rastrear 1 milhão de neurônios de uma vez no cérebro de um rato.
“Não há um bom motivo para não termos feito isso há cinco anos”, diz Vaziri. “Teria sido possível – o microscópio e a tecnologia a laser existiam. Ninguém pensou nisso.”
Por meio da microscopia de contas de luz, os cientistas esperam ser capazes de rastrear as interações entre as regiões sensoriais, motoras e visuais do cérebro – não apenas em ratos, mas também em outros animais.
Interpretar e compreender a atividade neural que está sendo registrada exigirá mais um passo em frente, mas o novo estudo leva adiante a ideia do que é possível com esse tipo de análise microscópica.
Quanto melhor podemos ver dentro do cérebro, melhor podemos descobrir como ele funciona – seja a interação entre células nervosas individuais ou descobrindo quais partes do cérebro correspondem a quais sentimentos e emoções.
“A microscopia de contas de luz nos permitirá investigar questões biológicas de uma forma que não era possível antes”, diz Vaziri.
Publicado em 26/09/2021 16h01
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