Investigadores combinaram um protocolo de laboratório que marca células ativas com análise matemática e ferramentas computacionais para acompanhar neurónios e redes ao longo do tempo, com resolução de célula única. O trabalho, realizado em camundongos, foi publicado na revista PLOS Biology.
O projeto juntou grupos de três países: a University of Michigan desenvolveu os fluxos de trabalho matemáticos e computacionais; equipas no Japão e na Suíça criaram as ferramentas experimentais. No Japão, o grupo liderado por Hiroki Ueda, no RIKEN, recorreu à microscopia light-sheet para produzir imagens 3D e a marcação genética para fazer neurónios fluorescerem, o que permitiu localizar quando e onde as células estavam ativas.
A principal descoberta foi um deslocamento consistente da atividade por todo o cérebro durante o ciclo diário: ao acordar a atividade tende a começar em áreas subcorticais e, ao longo do dia e da noite, polos de atividade deslocam-se em direção ao córtex. Os autores descrevem esse padrão como uma reorganização de quais redes estão "no comando" em diferentes momentos.
Os investigadores querem entender a fadiga e identificar assinaturas que sinalizem prontidão para tarefas de alto risco, como pilotar ou operar. Embora os métodos de imageamento não sejam aplicáveis diretamente a humanos, os autores afirmam que as abordagens computacionais são generalizáveis e podem ser adaptadas a dados humanos mais grosseiros (EEG, PET, MRI) e a outros modelos animais usados no estudo de doenças como Alzheimer e Parkinson. O estudo foi dedicado a Steven Brown e recebeu financiamento da US National Science Foundation, do US Army Research Office e do Human Frontier Science Program.
Palavras difíceis
- protocolo — conjunto de procedimentos de investigação
- célula única — analisar atividade de cada célula separadamente
- microscopia light-sheet — técnica de imagem que usa lâmina de luz
- subcortical — relativo à parte abaixo do córtex cerebralsubcorticais
- reorganização — mudança na organização ou distribuição de elementos
- assinatura — padrão ou sinal identificável em dadosassinaturas
- prontidão — estado de estar preparado para uma tarefa
Dica: passe o mouse, foque ou toque nas palavras destacadas no artigo para ver definições rápidas enquanto lê ou ouve.
Perguntas para discussão
- Como as abordagens computacionais adaptadas a EEG, PET ou MRI poderiam ajudar a avaliar prontidão para tarefas de alto risco?
- Quais são as vantagens e limitações de estudar redes neuronais em camundongos em vez de em humanos?
- De que maneira a identificação de assinaturas de fadiga poderia mudar práticas de segurança em profissões como pilotar ou operar máquinas?
Artigos relacionados
PET revela alteração na relação entre marcadores cerebrais no Parkinson
Pesquisadores usaram tomografia PET para medir transportadores de dopamina e densidade sináptica. No estriado, a correlação entre esses dois marcadores existe em cérebros saudáveis e se rompe em pessoas com doença de Parkinson.
Estudo alerta para riscos de segurança em navegadores com agentes de IA
Pesquisadores dizem que navegadores com agentes de IA podem permitir que sites roubem dados de outros sites no mesmo navegador. Um teste prático mostrou brechas e os autores pedem mais cuidados antes do uso público.
Estudo: regras de IA da UE não protegem fora da Europa
Pesquisa da 7amleh conclui que as regras europeias sobre inteligência artificial não acompanham a tecnologia quando sai da UE. Fundos e produtos europeus chegam a governos e militares na Ásia Ocidental e Norte de África com pouca responsabilização.