A ferramenta colorida de mapeamento cerebral ilumina conexões neurais
Uma nova ferramenta poderosa ilumina os cérebros dos vermes e pode em breve ajudar a desenhar mapas dos cérebros de outros animais.
Um verme com cores NeuroPAL enrolado em forma de O com a cabeça e a cauda no topo do anel. Cada neurônio (os pontos coloridos) pode ser identificado por sua cor. Isso é possível com proteínas fluorescentes.
Crédito: Eviatar Oath- Uma nova ferramenta chamada NeuroPal permite aos cientistas mapear o cérebro com mais detalhes do que nunca.
- Usando a mesma cor de realce para neurônios semelhantes, permite aos pesquisadores entender mais completamente quais áreas do cérebro fazem o quê.
- Já foi disponibilizado para outros pesquisadores que estão publicando novos estudos do cérebro.
O cérebro humano é uma das coisas mais complicadas do universo conhecido. Uma massa gordurosa contendo 86 bilhões de neurônios conectados por 100 trilhões de sinapses, regula automaticamente as funções corporais fundamentais, revisa dados sensoriais para permitir a vida e é capaz de pensamentos abstratos de complexidade e brilho deslumbrantes.
Exatamente como essas células e conexões fazem isso permanece um mistério, entretanto. Essas conexões infinitas são difíceis de rastrear, e como diferentes partes do cérebro trabalham juntas - e até mesmo o que os vários componentes fazem - ainda é o assunto de pesquisas de ponta.
Essa pesquisa em breve será um pouco mais fácil e muito mais colorida devido a uma nova técnica de cientistas da Columbia que pode iluminar neurônios e sinapses em cores vibrantes tons .
Já ouvi falar de uma imaginação vibrante, mas isso é ridículo.
NeuroPAL (Atlas Policromático Neuronal de Marcos) é uma técnica de engenharia genética que ilumina neurônios em cores fluorescentes facilmente discerníveis. Neurônios que expressam a mesma informação genética terão a mesma cor sob um microscópio, permitindo aos cientistas produzir um mapa de fácil leitura mostrando quais neurônios têm detalhes genéticos e funções semelhantes. Isso fornece muito mais informações do que o anterior métodos . Quando combinado com outras técnicas que registram as comunicações entre as células, pode fornecer insights antes impossíveis sobre a dinâmica da rede neural.
Neste estudo, publicado em Célula , os cientistas usaram NeuroPal em Caenorhabditis elegans ( C. elegans ) worms e em telas de computador.
C. elegans é comumente usado em ciências biológicas para experimentação. Uma minúscula criatura, eles têm um sistema nervoso comparativamente simples e bem mapeado sistema . Estudos anteriores usando microscópios eletrônicos mapearam as conexões no cérebro do verme, mas enfrentaram dificuldades para identificar todos os neurônios do sistema. Como mencionado, o NeuroPal pode identificar todos os neurônios que expressam certas características genéticas.
Usando esta ferramenta, o estudo descobriu que as conexões no cérebro deste animal são muito mais complicadas do que antes conhecido .
Os pesquisadores também criaram um programa de computador que fornece esquemas de cores ideais para o uso de NeuroPal em outros, mais complicados animais .
Qual é a utilidade de um cérebro mapeado, exatamente?
Ao fornecer uma maneira de identificar de forma confiável diferentes tipos de células neuronais e apresentá-los visivelmente para observação, o NeuroPal tornará a criação de mapas cerebrais abrangentes muito mais simples. Na seção de discussão do estudo recente, os autores explicam os usos potenciais desta ferramenta para expandir nossa compreensão das redes neurais, incluindo aquelas não pertencentes a pequenas vermes :
'Até o momento, as redes funcionais foram investigadas registrando a atividade de pequenos subconjuntos de neurônios marcados. Trabalhos mais recentes inauguraram imagens da atividade do cérebro inteiro com resolução celular. No entanto, a incapacidade de identificar com segurança todos os neurônios em gravações de todo o cérebro impediu uma imagem completa com detalhes de nível de circuito [...] O acoplamento de NeuroPAL com métodos de imagem de atividade de todo o cérebro permite uma visão unificada da dinâmica da rede, entre animais, sem sacrificar o circuito detalhes de nível. '
O principal autor do novo estudo, Dr. Eviatar Yemini, compartilhou outro uso potencial com Columbia Notícias :
'Ser capaz de identificar neurônios, ou outros tipos de células, usando cores pode ajudar os cientistas a compreender visualmente o papel de cada parte de um sistema biológico. Isso significa que quando algo der errado com o sistema, pode ajudar a identificar onde ocorreu a falha. '
O NeuroPal já foi dado a outros pesquisadores, e estudos publicados que o utilizam estão começando a surgir. É apenas uma questão de tempo até que essa ferramenta nos forneça uma compreensão muito melhor do cérebro e de suas funções.
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