Um novo estudo revela que os cérebros de humanos e primatas não humanos podem ser notavelmente semelhantes, apesar das diferenças físicas muito distintas entre eles. E, no entanto, as menores mudanças podem fazer grandes diferenças em transtornos de desenvolvimento e psiquiátricos.
Compreender as diferenças moleculares que diferenciam o cérebro humano pode ajudar os cientistas a investigar as interrupções em seu desenvolvimento. Um novo estudo investiga as diferenças e semelhanças das células do córtex pré-frontal – a região mais frontal do cérebro, uma área que desempenha um papel central nas funções cognitivas superiores – entre humanos e primatas não humanos, como chimpanzés, macacos Rhesus e saguis. Publicado recentemente na revista Science, o estudo foi conduzido por uma equipe de pesquisadores, incluindo o professor de neurociência da Universidade de Wisconsin-Madison, Andre Sousa.
As diferenças celulares entre essas espécies podem iluminar os passos em sua evolução e como essas diferenças podem estar implicadas em distúrbios, como autismo e deficiência intelectual, observados em humanos. Sousa, que estuda a biologia do desenvolvimento do cérebro no Waisman Center da UW-Madison, decidiu começar estudando e categorizando as células do córtex pré-frontal em parceria com o laboratório da Universidade de Yale, onde trabalhou como pesquisador de pós-doutorado.
“Estamos perfilando o córtex pré-frontal dorsolateral porque é particularmente interessante. Esta área cortical só existe em primatas. Não existe em outras espécies”, diz Sousa. “Ela tem sido associada a várias funções relevantes em termos de alta cognição, como a memória de trabalho. Também tem sido implicado em vários distúrbios neuropsiquiátricos. Então, decidimos fazer este estudo para entender o que é único sobre os humanos nesta região do cérebro.”
Sousa e seu laboratório coletaram informações genéticas de mais de 600.000 células do córtex pré-frontal de amostras de tecidos de humanos, chimpanzés, macacos e saguis. Eles analisaram esses dados para categorizar as células em tipos e determinar as diferenças em células semelhantes entre as espécies. Sem surpresa, a grande maioria das células eram bastante comparáveis.
“A maioria das células são realmente muito semelhantes porque essas espécies são relativamente próximas evolutivamente”, diz Sousa.
Sousa e seus colaboradores encontraram cinco tipos de células no córtex pré-frontal que não estavam presentes em todas as quatro espécies. Eles também encontraram diferenças nas abundâncias de certos tipos de células, bem como diversidade entre populações de células semelhantes entre as espécies. Ao comparar um chimpanzé a um humano, as diferenças parecem enormes – desde sua aparência física até as capacidades de seus cérebros. Mas no nível celular e genético, pelo menos no córtex pré-frontal, as semelhanças são muitas e as diferenças são escassas.
“Nosso laboratório realmente quer saber o que é único no cérebro humano. Obviamente, a partir deste estudo e de nossos trabalhos anteriores, a maior parte é a mesma, pelo menos entre os primatas”, diz Sousa.
As pequenas diferenças que os pesquisadores encontraram podem ser o começo da determinação de alguns desses fatores únicos, e essa informação pode levar a revelações sobre desenvolvimento e distúrbios do desenvolvimento em nível molecular.
“Queremos saber o que aconteceu após a divisão evolutiva entre humanos e outros primatas”, diz Sousa. “A ideia é que você tenha uma mutação em um gene ou em vários genes e esses genes agora têm funções ligeiramente diferentes. Mas se esses genes são relevantes para o desenvolvimento do cérebro, por exemplo, quanto de uma determinada célula é produzida, ou como as células estão se conectando a outras células, como isso afeta os circuitos neuronais e suas propriedades fisiológicas? Queremos entender como essas diferenças levam a diferenças no cérebro e depois levam a diferenças que podemos observar em adultos.”
As observações do estudo foram feitas no cérebro de adultos, após grande parte do desenvolvimento estar completo. Isso significa que as diferenças podem estar ocorrendo durante o desenvolvimento do cérebro. Assim, o próximo passo dos pesquisadores é estudar amostras de cérebros em desenvolvimento e estender sua área de investigação além do córtex pré-frontal para descobrir onde e quando essas diferenças se originam. A esperança é que essas informações levem a uma base mais robusta para apoiar a pesquisa de transtornos do desenvolvimento.
“Somos capazes de fazer coisas extraordinárias, certo? Estamos estudando a própria vida, o universo e muito mais. E isso é realmente único quando você olha em volta”, diz Sousa, cuja equipe incluiu os alunos de pós-graduação Ryan Risgaards e Zachary Gomez-Sanchez, a estagiária de pesquisa Danielle Schmidt e os alunos de graduação Ashwin Debnath e Cade Hottman. “Se temos essas habilidades únicas, tem que ser algo no cérebro, certo? Há algo no cérebro que nos permite fazer tudo isso e estamos realmente interessados em saber o que é.”
Publicado em 14/11/2022 19h23
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