Notícia

Modelo in silico do hipocampo pode ajudar a compreender funcionamento da memória

Modelo computacional complexo poderá ser incluído em um futuro modelo virtual completo do cérebro

Timothy Archibald, Universidade Stanford

Fonte

Faculdade de Medicina da Universidade Stanford

Data

quarta-feira, 26 dezembro 2018 11:20

Áreas

Bioinformática. Modelagem Computacional.

O hipocampo, estrutura anatômica localizada nos lobos temporais do cérebro humano, é indispensável tanto para o aprendizado quanto para a memória e, muitas vezes, o lugar onde se iniciam as convulsões epilépticas.

O Dr. Ivan Soltesz, professor de neurocirurgia e neurociências na Faculdade de Medicina da Universidade Stanford, nos Estados Unidos,  e seus colegas de equipe estão construindo um modelo virtual do hipocampo em grande escala. O modelo é computacional (in silico), na forma de representações matemáticas de tipos neuronais e seus componentes eletroquímicos e conexões que impulsionam a recepção, propagação e liberação de impulsos nervosos no hipocampo.

As construções matemáticas resultantes imitam os processos dos componentes que entram em um neurônio disparando um impulso, por exemplo. Como resultado, o neurônio virtual individual, ou suas conexões com outros neurônios virtuais, são muito semelhantes ao que se encontraria biologicamente.

“Qualquer coisa que alimentamos no modelo é baseada em evidências experimentais”, argumenta o Dr. Soltesz. “Se estamos dizendo ao computador que a freqüência de disparo, a força e a duração dessa conexão neurônio-a-neurônio deveriam ser uma certa quantidade, é porque isso é o que observamos nos sistemas biológicos.”

Eles completaram duas de suas seções mais importantes – cerca de metade de toda a estrutura – e as usaram para ilustrar o que acontece dentro das respectivas partes. O projeto, financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde e pela Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos, está funcionando com planos para completar o modelo dentro de dois ou três anos.

Isso, por sua vez, permitirá aos neurocientistas entender melhor como o hipocampo controla dois processos cognitivos cruciais: o primeiro é a memória de episódios (por exemplo, como foi o café da manhã) e o segundo é a memória espacial (por exemplo, onde o carro foi estacionado).

A capacidade de fazer experiências virtuais também pode acelerar a compreensão de por que o hipocampo é tão vulnerável ao envelhecimento – levando-nos a esquecer o que se comeu no café da manhã ou onde o carro foi estacionado – e é tão particularmente propenso à deterioração biológica, como na doença de Alzheimer.

A conclusão do modelo pode até levar à melhor compreensão e tratamentos de uma ampla gama de condições neurológicas. E, claro, é mais um passo para o objetivo final: um cérebro virtual.

Acesse a matéria completa na página da Universidade Stanford (em inglês).

Fonte: Bruce Goldman, Universidade Stanford. Imagem: Timothy Archibald, Universidade Stanford.

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