Sabemos que o cérebro muda após uma lesão traumática e agora temos mapas de camundongos mostrando como é essa mudança.
Uma equipe de cientistas traçou conexões entre células nervosas em todo o cérebro de camundongos, mostrando que partes distantes do cérebro se desconectam após um ferimento na cabeça.
As impressionantes visualizações da conectividade em todo o cérebro podem ajudar os cientistas a entender como uma lesão cerebral traumática, ou TBI, altera a conversa cruzada entre diferentes células e regiões do cérebro, primeiro em camundongos e depois em humanos.
“Sabemos há muito tempo que a comunicação entre diferentes células cerebrais pode mudar drasticamente após uma lesão”, diz o neurocientista e autor do estudo Robert Hunt, da Universidade da Califórnia, Irvine (UCI), que imaginou o projeto há uma década.
“Mas não conseguimos ver o que acontece em todo o cérebro até agora.”
Ainda há muito que não entendemos completamente sobre lesões cerebrais traumáticas, que podem deixar as pessoas com deficiências ao longo da vida, sentindo-se como sombras de seus antigos eus e quase irreconhecíveis para a família.
Um TCE ocorre quando um golpe na cabeça – geralmente de uma queda, acidente de carro, colisão esportiva ou agressão física – faz o cérebro ricochetear dentro do crânio, causando danos duradouros.
Traumas cranianos repetidos que levam a uma condição grave conhecida como encefalopatia traumática crônica têm sido bem documentados em atletas profissionais. Mas mesmo pancadas “leves” na cabeça chamadas concussões podem manifestar danos anos depois, mostram pesquisas recentes.
Não há duas lesões na cabeça geralmente iguais, tornando-as difíceis de estudar, embora existam sintomas comuns: problemas de memória, dificuldades de comunicação, déficits de atenção, depressão e instabilidade emocional, para citar apenas alguns.
No entanto, vincular alterações comportamentais, emocionais e de função cerebral a alterações em células cerebrais específicas ou redes neurais mais amplas é uma das tarefas importantes, pois os pesquisadores esperam entender melhor como o dano cerebral se desenvolve e se seu início pode ser evitado.
Neste estudo, Hunt e a equipe, liderada pelo colega neurocientista e pesquisador da UCI Jan Frankowski, conceberam algumas técnicas novas e aprimoradas para mapear as conexões entre as células nervosas em todo o cérebro em um modelo de camundongo replicando o TBI usando uma deslumbrante variedade de células iluminadas a laser. etiquetas fluorescentes.
By that time, iDISCO was well established and we modified the clearing protocols to achieve strong immunoslabeling throughout an entire injured brain, without separating the brains into two hemispheres as is commonly done pic.twitter.com/5qborRCuNN
? robert hunt – (@hunt_lab) June 14, 2022
De particular interesse foi um grupo de neurônios chamados interneurônios de somatostatina que controlam a entrada e saída de circuitos cerebrais locais e estão entre os mais vulneráveis à morte celular após lesão cerebral.
O truque foi infundir cérebros de camundongos inteiros com produtos químicos para tornar transparentes os órgãos gelatinosos totalmente intactos e imaginá-los antes de cortar o tecido em seções finas para inspeção adicional sob microscópios.
O que os pesquisadores viram foi impressionante. Dois meses após uma lesão no hipocampo, uma região do cérebro envolvida no aprendizado e na memória, os circuitos neurais nos cérebros dos camundongos se reconfiguraram
Os interneurônios de somatostatina sobreviventes no hipocampo tornaram-se ‘centros hiperconectados’, ricos em conexões de curto alcance, mas desconectados de entradas de longo alcance; as mesmas mudanças de conectividade também foram vistas em áreas distantes do cérebro, não diretamente lesadas.
“Parece que todo o cérebro está sendo cuidadosamente reconectado para acomodar o dano, independentemente de haver lesão direta na região ou não”, explica Alexa Tierno, estudante de pós-graduação em neurociência da UCI e co-autora do estudo.
“Mas diferentes partes do cérebro provavelmente não estão trabalhando juntas tão bem quanto antes da lesão.”
Em suas explorações de imagens, a equipe também encontrou sinais de que a maquinaria que as células cerebrais usam para estabelecer conexões distantes permaneceu intacta após uma lesão grave. Isso é um bom presságio para a recuperação porque, diz Hunt, sugere que pode haver uma maneira de atrair o cérebro lesionado a reparar as conexões perdidas por conta própria.
Com base em trabalhos anteriores, os pesquisadores enxertaram novos neurônios no cérebro dos animais, no local da lesão, e descobriram que as células recém-transplantadas eram capazes de se entrelaçar com circuitos danificados existentes e receber informações de todo o cérebro.
AMESo, we transplanted SST interneurons into brain injured hippocampus and mapped their connections. The new SST interneurons received appropriate connections from all over the brain, providing a potential circuit basis for interneuron cell therapy pic.twitter.com/MPATNJn6fv
? robert hunt – (@hunt_lab) June 14, 2022
“Algumas pessoas propuseram que o transplante [de células cerebrais] pode rejuvenescer o cérebro, liberando substâncias desconhecidas para aumentar a capacidade regenerativa inata”, diz Hunt. “Mas estamos descobrindo que os novos neurônios estão realmente sendo conectados ao cérebro.”
No entanto, não é a única abordagem. Outra pesquisa está considerando a possibilidade de que o fortalecimento das conexões existentes por meio do aprendizado possa ajudar a restaurar a função cerebral após uma lesão e, assim, estimular o crescimento de novas células cerebrais, um processo que diminui com a idade.
Com as terapias baseadas em células ainda muito distantes, os pesquisadores por trás deste último estudo dizem que seus próximos passos serão analisar o que pode estar acontecendo com outros tipos de células (eles estudaram apenas uma) e em outras áreas do cérebro após a lesão.
Explorar se as mudanças no circuito cerebral observadas em camundongos também são evidentes em pessoas que sofreram uma lesão cerebral traumática e se possivelmente contribuem para a deficiência e a epilepsia, será outro teste real mais adiante.
“Compreender os tipos de plasticidade que existe após uma lesão nos ajudará a reconstruir o cérebro lesionado com um alto grau de precisão”, diz Hunt. “No entanto, é muito importante que avancemos passo a passo em direção a esse objetivo, e isso leva tempo”.
Publicado em 09/07/2022 15h24
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