Escondida sob o córtex externo e enrugado do cérebro está uma área profundamente misteriosa, conhecida como claustrum. Essa região é conhecida há muito tempo por trocar sinais com grande parte do córtex, responsável pelo raciocínio superior e pensamento complexo. Por causa das extensas conexões do claustrum, o lendário cientista Francis Crick, Ph.D., famoso pela descoberta do DNA, postulou pela primeira vez em 2005 que o claustrum é a sede da consciência; em outras palavras, a região do cérebro que permite a percepção do mundo e de nós mesmos.

Pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de Maryland, no entanto, agora postulam que Crick pode estar incorreto: eles desenvolveram uma nova teoria - baseada em dados - de que o claustrum se comporta mais como um roteador de internet de alta velocidade, recebendo comandos executivos de " chefe" áreas do córtex cerebral que formam pensamentos complexos para gerar "redes" no córtex. Agindo como um roteador, o claustrum coordena essas redes para trabalharem juntas para realizar as muitas tarefas cognitivamente exigentes que realizamos a cada momento na vida cotidiana. As novas descobertas e hipóteses foram publicadas em 30 de setembro de 2022, na Trends In Cognitive Sciences .

Compreender como o cérebro forma e coordena essas redes no córtex através do claustro é importante, uma vez que redes desorganizadas são uma característica típica em muitos distúrbios, como vício, doença de Alzheimer e esquizofrenia. Esse insight pode ajudar a levar a melhores terapias para tratar a disfunção cognitiva nesses distúrbios.

"O cérebro é o sistema mais complexo do universo conhecido. São esses avanços teóricos baseados em dados que impulsionam nosso conhecimento para aproveitar essa complexidade para melhorar a vida humana", disse Brian Mathur, Ph.D., Professor Associado de Farmacologia da UMSOM. "Como a estrutura mais conectada no cérebro, o claustrum é uma janela para o enigma do cérebro, a mente."

Em um esforço para identificar o papel preciso do claustrum, o Dr. Mathur e seus colegas conduziram uma série de experimentos em animais e pessoas. Um experimento usou abordagens modernas da neurociência para desligar o claustro em camundongos conscientes. Os ratos não perderam a consciência e continuaram correndo normalmente. Este foi um golpe contra a teoria de Crick.

Em seguida, os pesquisadores deram aos ratos uma tarefa cognitivamente simples ou difícil e compararam como eles responderam quando o claustrum foi desligado. Normalmente, um mouse pode executar tarefas simples e difíceis. No entanto, quando os pesquisadores desligaram o claustro, os camundongos não conseguiram mais realizar a difícil tarefa.

Imaginando se essa descoberta tinha alguma relevância para os seres humanos, o Dr. Mathur colaborou com seus colegas David Seminowicz, Ph.D., Professor de Ciências Neurais e da Dor na Faculdade de Odontologia da UM, e Fred Barrett, Ph.D., Professor Associado de Psiquiatria e Ciências Comportamentais da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins. Os três organizaram um estudo de pesquisa onde conduziram exames cerebrais de ressonância magnética funcional em voluntários saudáveis ??que estavam envolvidos em tarefas mentais simples ou complicadas. Os pesquisadores observaram que seu claustrum apenas "acendeu" ao realizar a versão difícil da tarefa. Este evento coincidiu com a ativação de uma rede no córtex envolvida no desempenho cognitivo ideal: Golpeie dois contra a teoria da consciência de Crick .

Dr. Mathur disse que o terceiro ataque será quando experimentos adicionais apoiarem sua teoria da função do claustro. Ao fazer isso, o Dr. Mathur e seus colegas agora procuram entender como o claustrum aprende e se adapta para orquestrar redes no córtex para ajudar a apoiar a cognição.

"Compreender como o cérebro forma e coordena de forma flexível essas redes - através do claustrum - é essencial para tratar o declínio cognitivo, que ocorre no vício, na doença de Alzheimer e na esquizofrenia", disse Mark T. Gladwin, MD, vice-presidente de Assuntos Médicos da Universidade de Maryland, Baltimore e John Z. e Akiko K. Bowers Distinguished Professor e Dean da UMSOM.

Dr. Mathur acrescentou: "Nossa hipótese nos fornece uma estrutura conceitual muito necessária para conceber novas estratégias terapêuticas".