O cérebro em tempo real

25-07-2013 09:51

E se conseguíssemos visualizar, em tempo real, o funcionamento dos neurónios dentro de um cérebro vivo? Para desenvolver uma ferramenta suficientemente sensível que permitisse este tipo de observações, Michael Orger e Sabine Renninger, investigadores do Programa Champalimaud de Neurociências, da Fundação Champalimaud, uniram esforços com o grupo liderado por Douglas S. Kim da Janelia Farm, do Howard Hughes Medical Institute, nos EUA.

O resultado deste trabalho conjunto é hoje publicado na revista científica Nature e representa, nas palavras de Michael Orger “o início de uma nova era na investigação em neurociências”. Esta nova ferramenta denominada “Repórter GCaM6”, apresenta novos repórteres GCaMP6, geneticamente codificados, e vem possibilitar o estudo ótico da dinâmica complexa da atividade nas populações neuronais.

Uma das propriedades da atividade neuronal é o aumento da concentração de cálcio dentro das células. Outros repórteres haviam já sido desenvolvidos para observar estas alterações nos níveis de cálcio, no entanto, pecavam pela baixa sensibilidade e por uma dinâmica de resposta lenta, o que permitia conhecer apenas parte da real atividade neuronal.


Como refere o autor, “os repórteres disponíveis não tinham a capacidade de seguir alterações ao nível do potencial de ação, a unidade básica de atividade neuronal, mas com esta nova ferramenta isso passou a ser possível.” Graças à sensibilidade que o Repórter GCaMP6 oferece, é agora possível medir a comunicação que se estabelece entre neurónios em sinapses únicas, possibilitando a visualização de como os neurónios processam a informação individualmente.
Para desenvolver esta nova ferramenta, baseada numa proteína fluorescente sensível ao cálcio, os investigadores do Janelia Farm usaram um sistema de alto rendimento para produzir múltiplas variantes da mesma proteína.

Na FundaçãoChampalimaud, o grupo liderado por Michael Orger foi responsável por testar, em peixes-zebra, quais as variantes mais eficazes para o estudo da atividade neuronal do cérebro. “O peixe-zebra é ideal para estes testes. Como é transparente, conseguimos visualizar toda a atividade neuronal, em qualquer região do cérebro, sem necessidade de intervenções cirúrgicas”, explica o investigador. “Além de uma dinâmica mais rápida e da alta sensibilidade, esta nova ferramenta tem o potencial de ser aplicada na visualização de populações neuronais específicas possibilitando o estudo do papel que os diferentes tipos de neurónios desempenham no processamento da informação”, conclui o autor reforçando a importância e as possibilidades de utilização desta nova técnica na investigação do cérebro.

 

Artigo da Nature: Ultrasensitive fluorescent proteins for imaging neuronal activity

 

NOTA: O vídeo acima publicado refere-se a um estudo semelhante mas realizado por outro grupo de investigadores, mais concretamente um grupo de cientistas japoneses da Universidade de Saitama e de outras instituições científicas nipónicas. Mais informação AQUI.

 

Fonte/Adaptado de: Ciência Hoje

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