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
Como o musaranho encolhe o cérebro no inverno
Dois estudos mostram que o musaranho-europeu comum reduz o tamanho do cérebro e de outros órgãos no inverno (fenômeno de Dehnel) e depois regenera-os na primavera. Pesquisadores ligaram alterações genéticas e cromossômicas a esse processo.
Violência digital contra jornalistas mulheres na Indonésia
A violência digital contra jornalistas e ativistas mulheres na Indonésia cresceu nos últimos cinco anos. Ataques incluem doxing, DDoS e manipulação de fotos; leis foram ampliadas, mas proteção institucional e moderação das plataformas seguem insuficientes.
