Neuropsicologia

Mapeamento cerebral: explicado

Como os pesquisadores podem mapear algo tão complexo quanto o cérebro humano?

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Principais conclusões

O mapeamento cerebral é uma tentativa de identificar a localização de tudo no cérebro.
Um mapa preciso do cérebro aumentaria imensamente nossa capacidade de entender como ele funciona.
O projeto é enorme, envolvendo vários campos de pesquisa biomédica e tecnologia de ponta cara.

O mapeamento cerebral é uma das áreas de pesquisa atuais mais quentes.

O cérebro é nada menos que incrível. Bilhões de neurônios estão lá - o melhor palpite atual é sobre 86 bilhões – e um número aproximadamente igual de células não neuronais. Acredita-se que o número de interconexões, ou sinapses, através das quais os neurônios se comunicam por meio de sinais químicos e elétricos seja de aproximadamente 125 trilhões . Há um universo inteiro lá, mesmo que o cérebro adulto médio pesa apenas três quilos e mede apenas 140 mm x 167 mm x 93 mm.

Embora saibamos muito sobre a anatomia do cérebro, suas funções permanecem em grande parte enigmáticas. Por exemplo, qual é o mecanismo biológico que codifica as memórias? Em um computador, os arquivos são codificados digitalmente com uma série de uns e zeros, um tipo de armazenamento discreto. As fitas cassete são gravações analógicas e as informações são armazenadas magneticamente. como o cérebro guarda informações? Nós não sabemos . Onde a consciência está localizada no cérebro – isto é, as partes e funções que nos fazem – também está envolta em mistério.

O desafio é bem descrito pela revista Natureza :

Os neurocientistas sabem assustadoramente pouco sobre a complexidade do cérebro. Eles esboçaram a ampla anatomia do cérebro e perceberam que as funções individuais... são mediadas por circuitos que cruzam as fronteiras anatômicas. Eles podem examinar a atividade elétrica detalhada de um pequeno número de neurônios. Eles podem usar tecnologias de imagem que mostram quais áreas do cérebro são ativadas durante tarefas definidas, como visualizar imagens agradáveis ou desagradáveis. Mas essas pequenas informações (em termos cerebrais) não levaram os neurocientistas ao quadro geral: o que queremos dizer com consciência humana, o que nos torna nós mesmos ou por que algumas pessoas desenvolvem distúrbios psiquiátricos. Os neurocientistas precisam ser capazes de juntar os pontos – e há muitos pontos.

Por mais intimidante que isso seja, a neurociência está fazendo um progresso incremental. Podemos correlacionar várias ações e pensamentos com a atividade cerebral. Cientistas de Berkeley, por exemplo, podem dizer qual parte do seu cérebro exibirá atividade elétrica quando você lê certas palavras e frases .

Crédito: Natureza

Dois tipos de mapeamento cerebral

Antes de nos aprofundarmos no campo do mapeamento cerebral, vamos primeiro definir do que estamos falando. Na verdade, existem dois tipos de mapeamento cerebral.

O primeiro tipo, que é o que nos interessa, é descrito pelo Society for Brain Mapping & Therapeutics como o estudo da anatomia e função do cérebro e da medula espinhal através do uso de imagens, imuno-histoquímica, molecular e optogenética, células-tronco e biologia celular, engenharia, neurofisiologia e nanotecnologia. Pode-se acrescentar a física e a física quântica a essa lista.

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O segundo tipo de mapeamento cerebral lida com a identificação de áreas do cérebro usando qEEG tecnologia para fortalecê-los ou curá-los por meio de neurofeedback Treinamento. Os praticantes de neurofeedback afirmam algum valor terapêutico impressionante para pessoas com todos os tipos de condições relacionadas ao cérebro, incluindo TDAH , autismo , depressão e ansiedade . Alguns especialistas expressaram ceticismo sobre algumas dessas alegações. O júri ainda está fora neste tipo de mapeamento cerebral.

Que tipo de mapa poderia mapear o cérebro?

Um mapa cerebral, portanto, pode ser algo como um atlas – uma coleção de mapas que documentam vários caminhos neurais. Mas, ao contrário de um roteiro, não pode ser bidimensional. Apenas um mapa cerebral do córtex teria que ser tridimensional.

Acredita-se que o número de interconexões, ou sinapses, através das quais os neurônios se comunicam por meio de sinais químicos e elétricos seja de aproximadamente 125 trilhões .

O córtex, ou matéria cinzenta, que contém bilhões de neurônios e sinapses é guardada de tal forma que seções que estariam distantes entre si se aproximem. Isso é útil porque diminui a distância que os sinais precisam atravessar de uma parte do cérebro para outra. As dobras também aumentam muito a área de superfície do córtex, o que significa que podemos acumular mais massa cinzenta dentro de nossos crânios.

O próprio dobramento está implicado em alguns distúrbios neurais, e os cientistas se perguntam se um dia poderemos modificar o dobramento de um cérebro.

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Uma necessidade de colaboração sem precedentes

Além das óbvias dificuldades científicas e tecnológicas, Martin LaMonica , escrevendo para A conversa , se pergunta se algumas barreiras humanas também podem atrapalhar. Ele levanta três preocupações:

Os mapas sempre traíram o preconceito de seus criadores. Mesmo cartógrafos neurais inevitavelmente desenvolverão mapas que retratam o cérebro de acordo com sua compreensão de seu funcionamento. Ao mesmo tempo, é emocionante imaginar avanços que podem ocorrer caso um mapa inesperadamente não atenda às expectativas de seus criadores.
Um tamanho não serve para todos. Os cientistas suspeitam fortemente que cada cérebro é pelo menos um pouco único. Para construir mapas cerebrais que englobem as diferenças entre nós, os pesquisadores terão que se engajar em algumas generalizações que inevitavelmente reduzirão sua precisão ao aumentar sua universalidade.
As considerações financeiras dificultam a colaboração necessária entre cientistas e instituições. O hardware e a experiência necessários significam que o mapeamento cerebral será caro. No entanto, para aqueles que descobrem novos tratamentos médicos ou tecnologias ao longo do caminho, o empreendimento pode ser lucrativo. Assim, alguns sem dúvida sentirão que têm incentivos financeiros para não compartilhar informações.

Em última análise, a terceira consideração de La Monica aborda o que pode ser o maior desafio subjacente do mapeamento do cérebro humano. Como Saúde da UCLA observa, o projeto é o oposto das abordagens reducionistas na ciência médica. Em vez disso, o mapeamento cerebral integra muitas fontes de informação para produzir uma visão holística, cujo valor é maior que a soma de suas partes.

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Isso exigirá um nível sem precedentes de colaboração e cooperação entre organizações e cientistas de uma ampla faixa de disciplinas científicas.

Mapeamento cerebral para a vitória

Não há quase nada em mapear o cérebro humano que seja fácil. De questões logísticas (como a troca aberta de informações) a desafios científicos (como avanços tecnológicos e teóricos), muito será necessário para entender o cérebro humano.

Com o cérebro tão central ao nosso ser, há uma enorme quantidade de pesquisas relacionadas a ele. Há um fluxo contínuo de novos insights sobre o modo como funciona e as maneiras como às vezes não funcionar tão bem.

Para os cientistas que buscam entender o cérebro e para os médicos que trabalham para ajudar seus pacientes a aproveitar a vida ao máximo, um mapa abrangente que reúne todas as melhores e mais recentes informações vale mais do que o esforço hercúleo necessário para que isso aconteça.

Neste artigo, cérebro, saúde futura, pesquisa médica, saúde mental, neurociência, visualizações