Um novo artigo publicado na Science sugere diferenças fundamentais na arquitetura da rede nervosa que desafia nossa compreensão anterior sobre a evolução dos sistemas nervosos e como eles transmitem informações.

Usando tecnologias avançadas, uma equipe de cientistas liderada por Pawel Burkhardt, do Michael SARS Centre, da Universidade de Bergen, e Maike Kittelmann, da Oxford Brookes University, revelou a conectividade do sistema nervoso dos ctenóforos, uma das linhagens animais mais antigas. Reconstruindo neurônios da rede nervosa por meio de microscopia eletrônica 3D, eles descobriram uma arquitetura extraordinária: uma rede neural contínua. Essas descobertas desafiam nossa compreensão dos sistemas nervosos e sua evolução.

Desde o trabalho dos cientistas Santiago Ramón y Cajal e Fridtjof Nansen no século 19, a pesquisa em neurobiologia tem sido interpretada pelas lentes da doutrina do neurônio. Esta teoria afirma que os sistemas nervosos são compostos de células individuais discretas. Camillo Golgi desafiou essa teoria apresentando a ideia de que os neurônios dentro de um sistema nervoso estão conectados como uma rede contínua. Cajal e Golgi dividiram o Prêmio Nobel em 1906 por suas descobertas extraordinárias, embora tenham sido competidores ferozes ao longo de suas carreiras.

A teoria de Cajal foi finalmente comprovada pela identificação de junções neuronais, chamadas sinapses, através da invenção do microscópio eletrônico na década de 1950, refutando assim a teoria de Golgi. Essas novas descobertas agora provam que Golgi também estava certo.

Ctenóforos, também conhecidos como geléias de pente , são organismos fascinantes que vivem nos oceanos do mundo há aproximadamente 600 milhões de anos. Quando os primeiros animais evoluíram, os ctenóforos foram uma das primeiras linhagens animais do planeta. Dentro da evolução inicial dos neurônios e sistemas nervosos, várias maneiras de fazer um sistema nervoso possivelmente foram estabelecidas.

Tentativas anteriores de descrever a conectividade dos sistemas nervosos dos ctenóforos se mostraram difíceis porque os organismos são delicados e muito frágeis, e investigar sua anatomia foi muito desafiador.

A colaboração de Pawel Burkhardt com Maike Kittelmann, especialista em microscopia eletrônica 3D, levou à importante observação de que um único neurônio na rede nervosa do ctenóforo formou uma pequena rede ao fundir seus processos neuronais, também conhecidos como neurites, entre si .

Curiosos para explorar essa irregularidade, Pawel e Maike coletaram um conjunto de dados 3D muito maior.

"No Centro de Bioimagem da Oxford Brookes University, temos um SEM (Microscópio Eletrônico de Varredura) Serial Block Face que permite a coleta automatizada de centenas de imagens de um animal. Um dos conjuntos de dados que agora temos disponíveis inclui cinco neurônios da rede nervosa e seus neurites amplamente ramificadas", diz Maike. A reconstrução dessas células revelou uma arquitetura extraordinária: elas formam uma rede neural contínua.

“Encontramos diferenças fundamentais entre a rede nervosa dos ctenóforos e a dos cnidários e outros animais”, diz Burkhardt. "Isso é extremamente emocionante. Pode-se argumentar: é mesmo um sistema nervoso?"

Apesar de sua arquitetura única, a rede nervosa do ctenóforo exibe características-chave encontradas em sistemas nervosos, como neuropeptídeos e canais iônicos que geram potenciais de membrana.

A caracterização da rede nervosa dos ctenóforos tem o potencial de fornecer informações importantes sobre a origem evolutiva dos sistemas nervosos. Ao revelar os princípios operacionais únicos e incomuns dos neurônios ctenóforos, as equipes oferecem uma nova maneira de pensar sobre as arquiteturas do sistema nervoso , abrindo caminho para um novo período de pesquisa comparativa em neurociência.