Quando se trata do mundo dos mamíferos, os humanos tendem a se destacar um pouco.
Embora muitos animais compartilhem alguns aspectos de nossa inteligência, eles não a levam ao mesmo nível que nós. Mas determinar por que estamos mais avançados cognitivamente em um nível neurológico tem sido complicado; até o momento, os estudos não encontraram diferenças significativas entre os cérebros de mamíferos. Agora, finalmente temos uma vantagem.
Uma equipe de pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) descobriu que, em comparação com outros mamíferos, o cérebro humano tem um número muito menor de canais neuronais que permitem o fluxo de íons como cálcio, potássio e sódio.
Esse fluxo produz os impulsos elétricos que permitem que os neurônios se comuniquem entre si; ter menos deles pode significar que o cérebro humano pode operar com mais eficiência, desviando recursos para funções cognitivas mais complexas.
“Estudos comparativos anteriores estabeleceram que o cérebro humano é construído como outros cérebros de mamíferos, então ficamos surpresos ao encontrar fortes evidências de que os neurônios humanos são especiais”, disse o neurocientista Lou Beaulieu-Laroche, do MIT.
As sementes da descoberta foram plantadas em 2018, quando Beaulieu-Laroche e seu colega Mark Harnet, do MIT, realizaram um estudo comparando cérebros de ratos com cérebros humanos.
Uma de suas descobertas dizia respeito aos dendritos, as estruturas ramificadas nas pontas das células nervosas por meio das quais os impulsos elétricos do cérebro são recebidos por meio de canais iônicos. A partir daqui, o dendrito gera o que chamamos de potencial de ação, que transfere o sinal para a frente.
Ao comparar os cérebros das duas espécies, os pesquisadores descobriram que os dendritos humanos tinham uma densidade muito menor desses canais iônicos em comparação com os dendritos de ratos. Vale a pena investigar mais a fundo.
A nova pesquisa foi expandida para incluir 10 espécies: musaranho, camundongo, gerbil, rato, furão, cobaia, coelho, sagui, macaco e, claro, humano, usando amostras de tecido retirado de pacientes com epilepsia durante cirurgia cerebral.
Uma análise da estrutura física desses cérebros revelou que a densidade do canal iônico aumenta com o tamanho do neurônio, com uma exceção notável: o cérebro humano.
Isso, os pesquisadores concluíram, era para manter a densidade do canal iônico em uma variedade de tamanhos de cérebro; assim, embora o musaranho tivesse um número maior de neurônios do que o coelho ou o macaco em um determinado volume do cérebro, a densidade dos canais iônicos naquele volume era consistente.
“Este plano de construção é consistente em nove espécies diferentes de mamíferos”, disse Harnett. “O que parece que o córtex está tentando fazer é manter o mesmo número de canais iônicos por unidade de volume em todas as espécies. Isso significa que, para um determinado volume do córtex, o custo energético é o mesmo, pelo menos para os canais iônicos . ”
A densidade do canal de íons excepcionalmente baixa no cérebro humano era gritante, quando comparada com todos os outros cérebros.
Todos os animais de comparação eram significativamente menores do que os humanos, é claro, então pode valer a pena testar as amostras de animais ainda maiores. No entanto, o macaco é frequentemente usado em pesquisas como modelo para o cérebro humano.
Os pesquisadores suspeitam que um trade-off evolutivo é possível para os humanos – isto é, quando um sistema biológico perde ou diminui uma característica para uma otimização em outro lugar.
Por exemplo, é preciso energia para bombear íons através dos dendritos. Ao minimizar a densidade do canal iônico, o cérebro humano pode ter sido capaz de implantar a economia de energia em outro lugar – talvez em conexões sinápticas mais complexas ou potenciais de ação mais rápidos.
“Se o cérebro pode economizar energia reduzindo a densidade dos canais iônicos, ele pode gastar essa energia em outros processos neuronais ou de circuito”, explica Harnett.
“Achamos que os humanos evoluíram a partir desse plano de construção que anteriormente restringia o tamanho do córtex, e eles descobriram uma maneira de se tornar mais eficientes energeticamente, de modo que você gasta menos ATP [moléculas de energia] por volume em comparação com outras espécies.”
Esta descoberta revela, disseram os pesquisadores, um caminho intrigante para uma investigação mais aprofundada. Em pesquisas futuras, a equipe espera explorar as pressões evolutivas que podem ter levado a essa diferença e isolar para onde, exatamente, essa energia extra do cérebro está indo.
Publicado em 13/11/2021 07h55
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