Tecnologia e métodos do mapeamento cerebral

Os cientistas utilizam muitos métodos para estudarem a estrutura e a função do cérebro. Eles fazem imagens de órgãos saudáveis e as comparam com os que estão doentes. Além disso, examinam os cérebros de humanos, primatas e pequenos mamíferos para tentarem entender como funciona o pequeno sistema nervoso dos invertebrados. Em um nível microscópico, eles também examinam os neurônios.

Ilustração antiga da anatomia do cérebro humano
Mark Strozier/istockphoto.com
Nós já avançamos muito mais do que isso

Eis algumas ferramentas utilizadas no mapeamento cerebral. As técnicas seguintes extraem imagens do cérebro:

  • A tomografia axial computadorizada (TAC) faz um raio-x de muitos ângulos do cérebro e mostra anormalidades estruturais.
  • A ressonância magnética estrutural usa a água do cérebro para gerar imagens com resoluções melhores do que um exame de TAC.
  • As imagens por Tensores de Difusão (DTI, sigla em inglês) mapeiam os neurônios que conectam regiões cerebrais seguindo o movimento da água contida nele.

As técnicas abaixo examinam a atividade cerebral:

  • A eletroencefalografia (EEG, sigla em inglês) indica locais eletricamente ativos do cérebro utilizando detectores implantados no órgão ou utilizados sobre a cabeça.
  • A tomografia por emissão de pósitrons (PET, sigla em inglês) gera imagens de marcadores radioativos no cérebro.
  • A ressonância magnética funcional mostra imagens da atividade cerebral enquanto as cobaias realizam várias tarefas.
  • A ressonância magnética funcional farmacológica mostra a atividade do cérebro durante a administração de medicamentos.
  • A estimulação magnética transcraniana (EMT) não-invasiva estimula partes do cérebro para despertar certos comportamentos.

Novos métodos permitem aos pesquisadores observarem todas as conexões entre os neurônios em um cérebro intacto. Essa ramificação do estudo é chamada de conectomia. Já o "diagrama elétrico" de um cérebro é chamado de conectoma [fonte: Lichtman]. "Até recentemente, não esperávamos obter esses diagramas elétricos," diz Jeff Lichtman, um biólogo de Harvard que liderou o grupo que desenvolveu algumas das novas técnicas. "Nós podíamos observar células individuais, mas nunca todas de uma só vez", completa.

Uma técnica conhecida como Brainbow cataloga cada neurônio de um animal vivo com uma cor diferente. Com a geração de imagens, os cientistas podem ver onde e como os neurônios se conectam entre eles. Enquanto o animal cresce e envelhece, eles também podem ver como os neurônios modificam essas conexões.

Outra técnica utiliza o ATLUM, ou ultramicrótomo automático de torno para coleta. Essa máquina lê o diagrama elétrico cerebral. "Fazemos algo semelhante a perfurar uma maçã," explica Lichtman. "Basicamente, fazemos um corte em espiral enquanto giramos o cérebro sobre um torno e colocamos esse tecido sobre uma fita. Eventualmente, temos uma fita bastante comprida que é, essencialmente, todo o cérebro. Utilizando um microscópio eletrônico, nós capturamos isso para observarmos a estrutura do diagrama", diz o biólogo.

Até agora, o Brainbow e o ATLUM são utilizados somente para o propósito de estudar animais com cérebros relativamente pequenos, como os ratos.

Então, qual é a finalidade disso? O que o mapeamento pode conquistar? Saiba o que podemos conhecer com o mapeamento do cérebro humano na próxima página.

A ressonância magnética farmacológica consegue estudar a dor?

Em um estudo do Centro britânico Oxford sobre a Ressonância Magnética Funcional do Cérebro, os pesquisadores registraram imagens cerebrais de pacientes enquanto suas peles eram queimadas e recebiam doses cada vez maiores de analgésicos. Os centros de dor dos cérebros dos pacientes tornaram-se menos ativos enquanto as doses eram aumentadas. Essa medida direta do efeito de um medicamento no cérebro pode, eventualmente, ser utilizada para testar drogas psiquiátricas [fonte: Matthews].