Notícia

Neurocientistas lançam o primeiro atlas abrangente de células cerebrais

Novos estudos são o resultado de cinco anos de trabalho por um grande consórcio de pesquisadores para identificar a miríade de diferentes tipos de células em uma parte do cérebro

Tanya Daigle, Instituto Allen

Fonte

Universidade da Califórnia em Berkeley

Data

segunda-feira, 11 outubro 2021 11:20

Áreas

Bioinformática. Biologia Celular. Neurociências.

Quando você clicou para ler esta notícia, uma faixa de células na parte superior do seu cérebro enviou sinais pela sua medula espinhal e para a sua mão para dizer aos músculos do seu dedo indicador para pressionar com a quantidade certa de pressão o botão esquerdo do mouse ou tocar a tela do smartphone ou tablet.

Uma série de novos estudos mostrou que a área do cérebro responsável por iniciar essa ação – o córtex motor primário, que controla o movimento – tem até 116 tipos diferentes de células que trabalham juntas para fazer isso acontecer.

Os 17 estudos – com a participação de mais de 250 coautores -, publicados online no último dia 6 de outubro na revista científica Nature, são o resultado de cinco anos de trabalho por um grande consórcio de pesquisadores apoiados pela Iniciativa ‘Pesquisa do Cérebro por meio do Avanço das Neurotecnologias Inovadoras’ (BRAIN), dos Institutos Nacionais de Saúde, nos Estados Unidos, para identificar a miríade de diferentes tipos de células em uma parte do cérebro. É o primeiro passo em um projeto de longo prazo para gerar um atlas de todo o cérebro para ajudar a entender como as redes neurais em nossa cabeça controlam nosso corpo e mente e como elas são interrompidas em casos de problemas mentais e físicos.

“Se você pensa no cérebro como uma máquina extremamente complexa, como poderíamos entendê-lo sem primeiro acessá-lo e conhecer suas partes?” perguntou a Dra. Helen Bateup, Neurocientista Celular da Universidade da Califórnia em Berkeley, nos Estados Unidos, professora de Biologia Celular e Molecular e coautora do artigo principal que sintetiza os resultados dos outros artigos. “A primeira página de qualquer manual de como o cérebro funciona deve ser: aqui estão todos os componentes celulares, eis quantos deles existem, aqui é onde eles estão localizados e a quem eles se conectam.”

Pesquisadores já identificaram individualmente dezenas de tipos de células com base em sua forma, tamanho, propriedades elétricas e quais genes são expressos nelas. Os novos estudos identificam cerca de cinco vezes mais tipos de células, embora muitos sejam subtipos de tipos de células bem conhecidos. Por exemplo, células que liberam neurotransmissores específicos, como o ácido gama-aminobutírico (GABA) ou glutamato, cada uma tem mais de uma dúzia de subtipos distinguíveis uns dos outros por sua expressão gênica e padrões de disparo elétrico.

Enquanto os artigos atuais tratam apenas do córtex motor, a Rede de Censo de Células da BRAIN Initiative (BICCN) – criada em 2017 – se esforça para mapear todos os diferentes tipos de células em todo o cérebro, que consiste em mais de 160 bilhões de células individuais, tanto neurônios quanto células de suporte chamadas células gliais.

“Assim que tivermos todas essas partes definidas, podemos subir um nível e começar a entender como essas partes funcionam juntas, como formam um circuito funcional, como isso acaba dando origem a percepções e comportamentos e coisas muito mais complexas,” disse a Dra. Helen Bateup.

“Esta foi a descrição mais abrangente desses tipos de células, e com alta resolução e metodologias diferentes. A conclusão do artigo é que há uma sobreposição e consistência notáveis ​​na determinação dos tipos de células com esses métodos diferentes”, disse o Dr. Dirk Hockemeyer, professor de Biologia Celular e do Desenvolvimento da Universidade da Califórnia em Berkeley.

Uma equipe de estatísticos combinou dados de todos os métodos experimentais usados pelos pesquisadores para determinar a melhor forma de classificar ou agrupar células em diferentes tipos e, presumivelmente, em diferentes funções com base nas diferenças observadas na expressão e nos perfis epigenéticos entre essas células. Embora existam muitos algoritmos estatísticos para analisar esses dados e identificar clusters, o desafio era determinar quais clusters eram realmente diferentes uns dos outros – tipos de células realmente diferentes – disse a Dra. Sandrine Dudoit, professora do Departamento de Estatística da Universidade da Califórnia em Berkeley. Ela e a bioestatística Dra. Elizabeth Purdom, professora de Estatística da Universidade da Califórnia em  Berkeley, foram membros importantes da equipe estatística e coautoras do artigo principal.

Acesse o conjunto de artigos ‘Brain Initiative Cell Census Network‘, publicado na revista Nature.

Acesse o artigo científico principal completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade da Califórnia em Berkeley (em inglês).

Fonte: Robert Sanders, Universidade da Califórnia em Berbeley. Imagem: Allen Institute for Brain Science.

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