O estudo do macaco desafia as visões clássicas sobre como o cérebro controla as ações naturais

Um estudo publicado em Ciência revela novos mecanismos através dos quais o cérebro controla ações naturais. Os resultados desafiam algumas das visões clássicas sobre como funciona o sistema motor e abrem possíveis novas aplicações em neurorreabilitação e robótica.

Usando novos dispositivos telemétricos, os pesquisadores registraram a atividade de centenas de neurônios das regiões motoras do cérebro dos macacos que estavam completamente livres para expressar comportamentos espontâneos, como caminhar, escalar ou bocejar. Isto representou um enorme avanço em comparação com estudos anteriores, porque as tecnologias disponíveis forçaram os investigadores a estudar cérebros imóveis durante ações aprendidas e estereotipadas.

A nova abordagem, em vez disso, abre a possibilidade de compreender como o cérebro orquestra movimentos espontâneos em situações naturais.

“Nossos cérebros estão em constante movimento”, explica Luca Bonini, chefe do projeto de pesquisa, “e esta nova abordagem mudou a ideia clássica de que regiões específicas do cérebro, ou mesmo células neuronais individuais, controlam ações específicas – como morder, beber, ou agarrando.

“De acordo com nossos resultados, assim como as teclas individuais de um piano podem compor muitas melodias diferentes, os neurônios nas áreas motoras do nosso cérebro criam sinergias complexas, permitindo-nos organizar a variedade de ações espontâneas que somos capazes de realizar, algumas dos quais até agora eram impossíveis de estudar em laboratório.”

A colaboração com bioengenheiros da Escola Sant’Anna de Pisa permitiu decodificar a complexidade dessa atividade neural e prever as ações espontâneas que os animais estavam prestes a realizar usando apenas os sinais gerados pelos neurônios.

“Nossos resultados”, diz o pesquisador Alberto Mazzoni, “indicam que a atividade neuronal registrada durante o comportamento espontâneo é muito mais informativa do que aquela obtida em contextos laboratoriais clássicos. o contexto.”

A alta semelhança neurológica e comportamental com os humanos sugere que este resultado pode ter aplicações clínicas relevantes.

“Os resultados obtidos através desta colaboração interdisciplinar abrem novas e importantes perspectivas translacionais para a neurotecnologia e a neurorreabilitação”, acrescenta Silvestro Micera.

“Esperamos que nossa abordagem possa contribuir para a transição da neurofisiologia clássica para a neuroetologia em muitos estudos sobre a relação entre cérebro e comportamento, melhorando a qualidade de vida dos animais mesmo durante os experimentos e, consequentemente, a validade dos resultados das pesquisas neurocientíficas em primatas não humanos, que, como mostra este trabalho, ainda são fundamentais e insubstituíveis”, concluem Francesca Lanzarini, Monica Maranesi, Elena Hilary Rondoni e Davide Albertini, co-primeiros autores do artigo.

Fornecido pela Escola de Estudos Avançados Sant’Anna, Pisa