Ciência

Cientistas fazem imagens 3D dos neurônios

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Paula Rothman,

Cientistas fazem imagens 3D dos neurônios

Reprodução, Youtube

As sinapses brilham nas imagens feitas pelos cientistas

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Cérebro

SÃO PAULO - Nova técnica desenvolvida nos Estados Unidos permite visualizar em detalhes 3D as ligações entre os neurônios do cérebro.

O procedimento, que envolve laminar o cérebro e fotografá-lo, foi feito em ratos e pode ajudar a entender melhor essas estruturas chamadas sinapses.

O método desenvolvido pelo Dr. Stephen Smith, da Stanford University, é rápido e preciso, capaz de localizar e contar milhões de conexões entre as células nervosas com detalhes impressionantes, catalogando suas diferentes variedades.

Um cérebro humano possui normalmente cerca de 200 bilhões de neurônios ligados uns aos outros por trilhões de pequenas conexões. Um neurônio pode ter milhares de sinapses ligando-o com outros mas, como elas são muito pequenas e próximas, é muito difícil estudá-las.

O novo método desenvolvido pelo Dr. Smith combina fotografias de alta resolução com o uso de moléculas especializadas fluorescentes. Estas moléculas se ligam a diferentes proteínas e brilham em cores diferentes.

No estudo, lâmias de cérebro de rato de apenas 70 nanômeteros ( ou a distância de 700 átomos de hidrogênio colocados uns sobre os outros) foram embebidas com anticorpos especializados, que combinam com 17 proteínas diferente associadas às sinapses. Ao se ligarem às moléculas que respondem à luz, esses anticorpos brilhavam em cores diferentes.

Os anticorpos forma aplicados em grupos de três em cada seção do cérebro. Após cada aplicação, eram feitas centenas de fotografias em alta resolução para registrar as localizações das diferentes cores – sendo que cada cor estava associada a um anticorpo ligado a uma proteína específica das sinapses.

O procedimento foi repetido com a série completa de anticorpos em todas as lâminas, de forma de cada sinapse adquiriu assim sua própria “assinatura” de composição protéica. Isso permitiu que os pesquisadores elaborassem um catálogo dos tipos de sinpases existentes no cérebro do rato.

As informações foram então processadas, unindo todas as lâminas do cérebro em uma imagem tridimensional do órgão que pode ser acessada pelos pesquisadores.

Para obter contraste, a equipe usou amostras de cérebro de um rato modificado no qual os neurônios particularmente grandes do córtex expressam uma proteína fluorescente, que brilha em amarelo-esverdeado. Isso ajuda a visualizar as sinapses.

O resultado é uma série de imagens, um filme e um modelo tridimensional das ligações entre neurônios com maior número de detalhes já feito. Ele permitiu aos pesquisadores fazer importantes descobertas, como a de que a sinapse funciona mais como um microprocessador do que como um botão “Liga desliga”.

Ao invés de apenas permitir a passagem de sinal entre neurônios, ela é uma unidade com armazenamento de memória e processamento de informação.

O trabalho foi publicado na Neuron.