quarta-feira, 30 de agosto de 2017

Cientistas descobrem no fundo do cérebro o mapa que guia todos os nossos movimentos

30 Ago 2017 17:29 // Nuno Noronha // Notícias
Imagine olhar para dentro do cérebro e observar a atividade de centenas de neurónios de um animal em movimento? Isso já é possível com miniaturas de microscópios móveis acoplados à cabeça de ratinhos, o que levou à descoberta de um mapa usado pelo cérebro para guiar os nossos movimentos.

Um novo estudo revelou que no estriado, uma estrutura que se localiza numa zona profunda do cérebro, os movimentos que um animal pode fazer estão representados num mapa de atividade neural. Se pensarmos na atividade neural como sendo as coordenadas deste mapa, então os movimentos mais parecidos têm coordenadas semelhantes, estando assim mais próximas no mapa, enquanto as ações que são mais diferentes têm coordenadas mais distantes e estão por isso mais afastadas.

O estudo, liderado por cientistas da Universidade de Columbia e do Centro Champalimaud, foi publicado hoje (30 de Agosto) na revista científica Neuron.

"Dos ouvidos aos dedos dos pés, cada movimento que o corpo faz é determinado por um padrão único de atividade de células cerebrais, mas até agora, e usando a analogia do mapa, só sabíamos algumas latitudes e longitudes, mas não conhecíamos o mapa. Este estudo permitiu-nos ver este mapa pela primeira vez”, disse Rui Costa, neurocientista e investigador principal no Centro Champalimaud, em Lisboa e no Columbia’s Mortimer B. Zuckerman Mind Brain Behavior Institute, nos Estados Unidos.

Rui Costa e o seu grupo realizaram grande parte deste estudo no Centro Champalimaud, antes de completar a análise nos Estados Unidos.

Um snapshot da atividade neural
O estriado é uma estrutura do cérebro que se sabe estar envolvida em muitos processos, nomeadamente na aprendizagem e aperfeiçoamento de movimentos. Por exemplo, um pianista só consegue aquele concerto perfeito graças à atividade do seu estriado.

Alguns estudos iniciais argumentaram que existiam dois tipos de neurónios no estriado responsáveis pelo envio de dois tipos de sinais: "ir" ou "não ir", e que era da combinação desses dois sinais - que funcionavam como um acelerador e um travão – que resultava num movimento. No entanto, o trabalho de Rui Costa e da sua equipa tem revelado que a realidade é muito mais complexa e que ambos os tipos de neurónios contribuem para o movimento de maneira muito específica.

"O que importa não é quão ativa cada população de neurónios está, mas sim os seus padrões específicos de atividade", explica o investigador. "Por outras palavras, o importante é saber quais são os neurónios que estão ativos num momento particular, e que tipos de movimentos, ou comportamentos, corresponderam a essa atividade".

A chave para observar a atividade neural durante o comportamento natural foi conseguir que ratinhos pudessem mover-se livremente e naturalmente. Para isso, a equipa acoplou miniaturas de microscópios móveis às cabeças dos ratinhos. Isto permitiu registar os padrões individuais de atividade de até 300 neurónios no estriado. Ao mesmo tempo, cada ratinho estava equipado com um acelerómetro, como um Fitbit em miniatura, que registava os movimentos do ratinho.

"Já tínhamos registado a atividade de neurónios do estriado, mas neste estudo pudemos registar 200 a 300 neurónios ao mesmo tempo, com a resolução de célula única. Isto permitiu-nos olhar para a dinâmica populacional com grande detalhe dentro de uma estrutura cerebral profunda.

Além disso, para este estudo modificámos geneticamente os ratinhos para que os seus neurónios fossem visíveis quando estavam ativos, o que nos permitiu medir populações neuronais específicas. Isto deu-nos um acesso sem precedentes à dinâmica de uma grande população de neurónios numa estrutura profunda do cérebro," diz Gabriela Martins, investigadora pós-doutorada e um dos principais autores deste estudo.

No caminho para a compreensão da dinâmica estriatal
Com o contributo de Liam Paninski, um estatístico e investigador principal no Zuckerman Institute, os cientistas desenvolveram um método matemático para remover qualquer ruído de fundo que os dados tivessem. O resultado foi uma janela clara dos padrões de atividade neuronal, que poderão servir de base para um catálogo completo ou repertório de movimentos.

"Para cada tipo de movimento, há um padrão particular de atividade cerebral. Assim, se observamos um determinado padrão, podemos prever o tipo de movimento que irá resultar", acrescentou Rui Costa.

No estriado, há uma organização que não é aleatória, onde os neurónios que estão ativos em conjunto tendem a estar mais próximos no espaço. "Isto, novamente, implica que podemos aprender muito mais sobre a atividade neuronal e como ela se relaciona com o comportamento ao considerar padrões detalhados de atividade de conjuntos de neurónios em vez de olhar para a sua atividade média", diz Andreas Klaus, investigador pós-doutorado e um dos principais autores deste estudo.

Como é que a vitamina C influencia a leucemia

Equipa explica quais os mecanismos moleculares que podem ligar níveis baixos de vitamina C à formação acelerada de células cancerosas na leucemia.

Os chimpanzés também têm uma forma de Alzheimer como nós

Seremos a única espécie que tem doença de Alzheimer? Uma equipa de cientistas dos Estados Unidos também detectou agora acumulações indevidas de proteínas em cérebros de chimpanzés, à semelhança do que ocorre nas pessoas.
Tal como os humanos, os chimpanzés têm sinais distintivos da doença de Alzheimer
Os chimpanzés são os nossos parentes vivos mais próximos. E parece que tais semelhanças também se estendem à doença de Alzheimer. Características desta doença, que tem aumentado nos seres humanos, também existem nestes nossos primos. Embora haja algumas diferenças, as parecenças detectadas, e referidas num artigo científico na revista Neurobiology of Aging, podem permitir que os chimpanzés contribuam (ainda mais) para a investigação, neste caso da doença de Alzheimer. Afinal, não há uma cura para ela, apenas medicamentos que abrandam os sintomas.
Placas de beta-amiloide
Proteína beta-amilóide acumulada nos vasos sanguíneos

Cientistas recriam em laboratório as “chuvas de diamantes” de Úrano e Neptuno

Ainda que os diamantes criados só tenham alguns nanómetros de diâmetro, a experiência conseguiu provar que o fenómeno existe e que são precisas pressões bem mais elevadas do que o que se pensava inicialmente.
Na imagem, retirada da página do Centro de Aceleração Linear de Stanford (SLAC), é ilustrado o interior do planeta Neptuno, onde ocorrem as "chuvas de diamante"
Chamam-lhe “chuva de diamantes” mas trata-se, mais especificamente, de um afundamento de diamantes de grandes dimensões pelos oceanos (compostos por água, amoníaco e hidrocarbonetos) de Úrano e Neptuno — os dois planetas mais longínquos no Sistema Solar, se deixarmos de parte o anão Plutão — até chegarem ao núcleo sólido. Segundo um estudo publicado esta semana na revista Nature Astronomy, uma equipa de investigadores conseguiu recriar as condições que existem “a cerca de dez mil quilómetros abaixo das superfícies” dos dois planetas e assistiu, em tempo real, à formação de pequenos diamantes.

Ossos do dodó revelam como crescia esta ave extinta há mais de três séculos


A vida dos dodós está a deixar de ser uma grande incógnita para a ciência. Parece que esta ave não só mudava mesmo de penas, como crescia a duas velocidades – primeiro mais depressa, depois mais lentamente.
Reconstituição do dodó em Mare aux Songes, um local onde foram encontrados vários exemplares

Descoberto embrião num fóssil de ictiossauro

Um fóssil de um Ichthyosaurus, encontrado há mais de 20 anos, só agora foi estudado. Era uma fêmea adulta com mais de três metros de comprimento.
Um fóssil de Ichthyosaurus, um tipo de réptil marinho que viveu durante o período Jurássico Inferior (há cerca de 200 milhões de anos), encontrado na década de 1990, foi finalmente estudado. Os vestígios estão quase completos e, segundo os autores do trabalho, trata-se do maior fóssil de ictiossauro até agora encontrado.

segunda-feira, 14 de agosto de 2017

Células estaminais usadas para tentar "curar" diabetes do tipo 1

Implante experimental foi colocado em duas pessoas. Em três meses deverá começar a produzir insulina.
Há mais de uma década que se tenta usar células estaminais para tratar a diabetes
O implante, chamado PEC-Direct, é produzido pela empresa Viacyte, de San Diego, na Califórnia e tem o tamanho de um cartão de crédito. No implante estão contidas as células estaminais que, já dentro do corpo, entram num processo de maturação que dura três meses, especializando-se para produzir a insulina. Estas células foram originadas a partir de um embrião nos primeiros estádios de desenvolvimento não aproveitado por uma mulher que fez fertilização in vitro.

Assim que os níveis de açúcar do corpo sobem, espera-se que as células do implante iniciem a produção da hormona para reduzir os níveis de glicose. Como as células implantadas não pertencem aos doentes, é necessário usar medicação para suprimir o sistema imunitário não deixando que o corpo ataque o implante.

“Se resultar, podemos chamar de ‘cura funcional’”, diz Paul Laikind, da Viacyte, citado pela New Scientist. “Não é uma verdadeira cura porque não resolve o problema auto-imune que causa a doença, mas estaríamos a substituir as células que estão em falta.”

Num ensaio feito previamente em 19 pessoas, a empresa provou que as células estaminais desenvolviam-se em ilhotas de Langerhans – o grupo de células do pâncreas responsáveis pela produção de insulina. No entanto, como eram poucas células, aquele ensaio não foi feito para tratar a diabetes.

O novo implante pode ser posto no antebraço. Como é poroso, permite que os vasos sanguíneos o penetrem, de modo a alcançar as células estaminais que podem ser alimentadas.

“Se este tratamento tiver sucesso, esta estratégia pode realmente alterar a forma como tratamos a diabetes do tipo 1 no futuro”, diz, por sua vez, Emily Burns da Diabetes UK, uma instituição dedicada à doença, citada também pela New Scientist. Até agora, o único tratamento equivalente passa pelo transplante de células do pâncreas de órgãos de dadores. A técnica resulta, mas é limitada ao número de dadores de órgãos.

Há 15 anos que se tenta usar células estaminais para tratar a doença, mas sem sucesso. Se este implante funcionar, deixa de haver um problema de stock com os órgãos. As células estaminais poderão ser multiplicadas para se produzir os implantes necessários.