As redes de córtex cerebral reorganizam rapidamente para compensar os neurônios perdidos

Como o cérebro mantém em grande parte sua função quando os neurônios são perdidos – é isso que os pesquisadores do University Medical Center Mainz, o Instituto Frankfurt de Estudos Avançados (FIAs) e a Universidade Hebraica (Jerusalém) decifraram. Eles mostram que as redes neuronais no córtex cerebral se reorganizam dentro de um curto período de tempo, com outras células nervosas assumindo as tarefas dos neurônios perdidos.

Esses achados podem formar a base para futuras pesquisas sobre processos naturais de envelhecimento e doenças neurodegenerativas, como a de Alzheimer ou Parkinson. O estudo é publicado na revista Neurociência da natureza.

As células nervosas (neurônios) são os blocos de construção mais importantes do cérebro. Eles formam a base para todas as funções mentais e físicas, como pensar, sentimento, movimento e percepção. No curso da vida, as células nervosas no cérebro podem ser perdidas por várias razões: elas morrem devido a processos relacionados à idade, são danificados por toxinas como álcool ou doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson, levam a uma perda progressiva mais rápida dos neurônios.

Enquanto a maioria dos órgãos corporais substitui regularmente células antigas ou danificadas por novas para manter sua função de órgão, novos neurônios se formam apenas em certas regiões do cérebro. No córtex cerebral, responsável por processos e percepção complexos de pensamento, a capacidade de formar novos neurônios é muito limitada na idade adulta.

“No entanto, estudos clínicos mostraram que a função cerebral cortical geralmente é surpreendentemente resistente à perda de neurônios que ocorre no curso do envelhecimento ou doenças neurodegenerativas”, explica Simon Rumpel, chefe do grupo de pesquisa neurofisiologia do Instituto de Fisiologia do Centro Médico da Universidade Mainz.

Até agora, não se sabia como o cérebro pode compensar a perda de células nervosas e manter sua função. Para descobrir isso, a equipe de pesquisa usou um modelo animal para investigar as redes neuronais no córtex auditivo, responsável pelo processamento de estímulos acústicos.

A percepção dos sons é baseada em padrões de atividade que são desencadeados no cérebro por estímulos acústicos. Esses padrões são muito complexos. Ph.D. O estudante Bastian Eppler e Matthias Kaschube da FIAS contribuíram significativamente para a análise desses dados e a interpretação dos resultados com seus conhecimentos.

Os pesquisadores descobriram que os padrões de atividade inicialmente desestabilizam quando a perda de algumas células nervosas específicas é deliberadamente induzida. Isso indica que a rede neuronal responsável pela percepção sonora está em um equilíbrio delicado. Depois de apenas alguns dias, padrões de atividade muito semelhantes se formam novamente. As células nervosas que não foram ativadas anteriormente pelos estímulos acústicos agora adquirem a capacidade de substituir os neurônios perdidos.

“Assumimos que esse mecanismo neuronal recém -descoberto desempenha um papel importante na perda de células nervosas nos processos de envelhecimento natural, bem como em doenças neurodegenerativas”, diz Rumpel. Futuros esforços de pesquisa poderiam ter como objetivo apoiar essa reorganização neuronal.