Nossos cérebros contêm uma quantidade impressionante de 'fios cerebrais', que permitem que sinais elétricos enviem informações importantes de um canto do cérebro para outro. Embora esses fios cerebrais sejam feitos de material biológico, eles também têm semelhanças surpreendentes com os fios elétricos que você pode ver quando faz um trabalho de bricolage em sua casa. Por exemplo, uma característica chave que permite que os fios do cérebro funcionem é que eles são bem isolados. Assim como os fios de metal são revestidos com plástico, os fios do cérebro também são envoltos em um material de isolamento, chamado 'mielina'. A mielina é essencialmente uma camada gordurosa de isolamento, enrolada em muitos dos fios do cérebro.

A mielina é incrivelmente importante. Quando essa camada de isolamento se rompe, o cérebro luta para transmitir sinais em sua velocidade normal, que é o que acontece em condições como a esclerose múltipla. No entanto, o isolamento da fiação cerebral tem sido frequentemente negligenciado pelos cientistas. É particularmente difícil medir de forma não invasiva em um ser humano vivo. Além disso, esse isolamento há muito é considerado uma parte estática do cérebro que não é particularmente relevante para entender os cérebros de adultos saudáveis. Embora a mielina seja claramente importante na esclerose múltipla, até recentemente poucos cientistas haviam estudado a mielina além do domínio da doença.

No entanto, estudos recentes já questionaram algumas suposições sobre a mielina. Em particular, na última década, muitos laboratórios ao redor do mundo, incluindo aqui em Oxford , mostraram que a mielina é mais complexa e dinâmica do que se pensava anteriormente. Novos métodos inovadores também foram desenvolvidos para medir efetivamente o isolamento rico em gordura por meio de ressonância magnética (MRI), permitindo-nos fazer novas perguntas sobre essa camada de isolamento sempre indescritível que envolve nossa fiação cerebral.

Por exemplo, sabemos que todo mundo tem um cérebro diferente, e a fiação cerebral é uma maneira pela qual nossos cérebros diferem uns dos outros. Pessoas diferentes têm níveis diferentes de isolamento de fiação? E essas diferenças entre os indivíduos influenciam como nossos cérebros funcionam? Por mais simples que essas perguntas possam parecer, elas não haviam sido feitas antes - até agora.

No Wellcome Center for Integrative Neuroimaging , partimos para encontrar uma resposta, usando novas técnicas de ressonância magnética para estudar a mielina. Primeiro, examinamos um grande grupo de participantes e capturamos imagens detalhadas de ressonâncias magnéticas do cérebro que nos deram informações sobre a mielina. Em seguida, testamos os mesmos participantes com um tipo de estimulação cerebral não invasiva chamada Estimulação Magnética Transcraniana, ou TMS. Usando o TMS, podemos criar sinais elétricos rápidos e rastreá-los pelo cérebro em uma escala de milissegundos. Essa técnica nos permitiu capturar comunicações elétricas rápidas entre áreas do cérebro – mesmo aquelas em lados opostos do cérebro. Isso foi particularmente útil, porque essa comunicação elétrica muito rápida ao longo dos fios cerebrais é exatamente o que esperamos que seja influenciada pelo isolamento, da mesma forma que o isolamento dos fios metálicos em nossas casas altera sua condutância elétrica.

Nossas descobertas mostraram pela primeira vez que a variação no isolamento da fiação cerebral entre as pessoas está associada a diferenças significativas na forma como as áreas do cérebro se comunicam. Por exemplo, participantes com mais mielina em um determinado “fio cerebral” conectando duas regiões do cérebro também tendem a ter uma conexão elétrica mais forte entre essas duas regiões do cérebro. Isso é importante porque confirma a importância da mielina não apenas para a doença, mas também para o funcionamento diário do cérebro. Também demonstra a utilidade de estudar a mielina para entender os detalhes de como as diferentes regiões do cérebro humano se comunicam.

Finalmente, nossos resultados também trazem importantes implicações práticas. Se o isolamento da nossa fiação cerebral individual está relacionado com a forma como respondemos à estimulação cerebral, as informações sobre a mielina poderiam ser usadas no futuro para estudar as respostas clínicas à estimulação cerebral? Por exemplo, a TMS já está sendo usada como uma terapia promissora para a depressão maior, mas com enorme variabilidade na forma como as pessoas respondem a esse tratamento. As informações sobre o isolamento da fiação cerebral podem nos dizer mais sobre por que algumas pessoas respondem melhor do que outras ao TMS? E isso poderia nos ajudar a adaptar melhor o tratamento? Ainda não temos respostas para essas perguntas. No entanto, o que é certo é que esse isolamento rico em gordura de nossa fiação cerebral, antes considerado uma parte totalmente desinteressante do cérebro, provavelmente terá algumas surpresas mais emocionantes reservadas para nós.

O artigo, ' Uma ligação macroscópica entre mielinização do trato inter-hemisférico e interações cortico-corticais durante a reprogramação da ação ', pode ser lido na Nature Communications.