Saúde
Reconstrução altamente detalhada da conectividade do cérebro humano inclui dezenas de núcleos do tronco cerebral
Avanços tecnológicos recentes estão permitindo que neurocientistas mapeiem o cérebro humano com precisão crescente, destacando conexões entre diferentes regiões e suas funções em maior profundidade. Embora o papel de muitas regiões cerebrais...
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Ingrid Fadelli - 29/10/2024
Crédito: Hansen et al.
Avanços tecnológicos recentes estão permitindo que neurocientistas mapeiem o cérebro humano com precisão crescente, destacando conexões entre diferentes regiões e suas funções em maior profundidade. Embora o papel de muitas regiões cerebrais tenha sido amplamente identificado, a contribuição única do tronco cerebral para sua função permanece menos compreendida.
Pesquisadores da McGill University, Massachusetts General Hospital e Harvard Medical School e outros institutos empregaram recentemente uma técnica avançada conhecida como ressonância magnética funcional de 7 Tesla de alta resolução (7T MRI) para mapear a conectividade funcional do cérebro humano em detalhes, incluindo tanto o córtex quanto 58 núcleos do tronco cerebral . Seu artigo, publicado na Nature Neuroscience , fornece uma das reconstruções mais detalhadas de arquiteturas funcionais corticais e do tronco cerebral compiladas até o momento.
"O tronco cerebral é uma parte essencial do sistema nervoso que controla todos os aspectos da vida, incluindo respiração, sono, alimentação e consciência consciente ", disse o Dr. Bratislav Misic e a Sra. Justine Hansen, autora principal do artigo e aluna de pós-graduação no laboratório de Misic, ao Medical Xpress. "Sua anatomia e função são ensinadas em todos os livros didáticos introdutórios de neurociência e medicina."
A maior parte do que se sabe atualmente sobre o tronco cerebral é derivado de estudos que examinam os cérebros de animais vivos ou cérebros humanos post-mortem. Como resultado, o funcionamento do tronco cerebral em humanos vivos e os processos pelos quais ele se comunica com o resto do cérebro permanecem mal compreendidos.
"O principal desafio é que o tronco cerebral é dividido em muitas regiões pequenas (chamadas núcleos) e reside profundamente no cérebro, dificultando a atividade neural precisa nas pessoas", disseram Misic e Hansen. "O principal objetivo do presente estudo foi obter imagens dos padrões de conexão entre o tronco cerebral e o resto do cérebro, para entender como o tronco cerebral influencia o comportamento humano."
O Network Neuroscience Lab, liderado por Misic, é especializado no estudo da conectomica cerebral, ou em outras palavras, as conexões e interações entre diferentes regiões cerebrais. Embora tenham reunido várias descobertas interessantes até agora, eles não conseguiram medir de forma confiável a atividade do tronco cerebral.
"A faísca para o presente trabalho foi um encontro casual com a Dra. Marta Bianciardi de Harvard, cujo grupo desenvolveu atlas detalhados e técnicas de imagem sofisticadas que tornam possível estudar o tronco cerebral em humanos vivos", disseram os pesquisadores. "Unindo forças, usamos imagens de ressonância magnética 7T de alta resolução para mapear as conexões entre o tronco cerebral e o resto do cérebro."
Após mapearem as conexões entre o tronco cerebral e o resto do cérebro usando 7T MRI, os pesquisadores anotaram essas conexões com medições neuroquímicas e celulares que coletaram. Isso permitiu que eles entendessem melhor como essas conexões se encaixam na biologia conhecida do cérebro.
Subsequentemente, Misic, Hansen e o resto de sua equipe mapearam padrões de conectividade do tronco cerebral para atlas cognitivos (ou seja, conhecimento existente sobre as funções mentais de regiões cerebrais específicas). Isso permitiu que eles reunissem mais insights sobre como os núcleos do tronco cerebral dão suporte a várias funções psicológicas.
"Primeiro, geramos e disponibilizamos publicamente uma das reconstruções mais detalhadas da conectividade do cérebro humano que envolve dezenas de núcleos do tronco cerebral", disseram Misic e Hansen. "Segundo, descobrimos que múltiplas funções cerebrais que eram tradicionalmente consideradas corticais podem ser rastreadas até o tronco cerebral, demonstrando a influência consistente que o tronco cerebral exerce sobre a função cortical."
O mapa detalhado de conectividade cerebral criado por Misic e seu laboratório de pesquisa pode abrir novas possibilidades para pesquisa; por exemplo, permitindo investigações adicionais sobre a conectividade dos núcleos do tronco cerebral. Além disso, a técnica de imagem que eles usaram pode ser empregada por outras equipes para estudar de perto partes do sistema nervoso humano que antes eram consideradas inacessíveis.
"Este trabalho é parte do nosso programa de pesquisa maior para usar a ciência de dados para integrar medições multiescala da estrutura e função do cérebro e construir um mapa biologicamente mais detalhado do cérebro humano, como um 'Google Map' do cérebro (por exemplo, neuromapas )", acrescentaram Misic e Hansen. "Esses mapas detalhados podem então ser usados por neurocientistas em todo o mundo para estudar a função cerebral saudável ao longo da vida, bem como a disfunção em doenças psiquiátricas e neurológicas."
Mais informações: Justine Y. Hansen et al, Integrando arquiteturas funcionais do tronco cerebral e do córtex, Nature Neuroscience (2024). DOI: 10.1038/s41593-024-01787-0 .
Informações do periódico: Nature Neuroscience
