O que é um conectoma? Os novos mapas cerebrais

O cérebro humano é um dos sistemas naturais mais complexos conhecidos. Isto não é simplesmente porque eles fazem relativamente pouco tempo que o desenvolvimento tecnológico permitiu a criação de ferramentas de medição adequadas para estudar este conjunto de órgãos, e não o fato de que um cérebro humano médio de um adulto contém cerca de 80.000.000 neurônios A chave é como essas células nervosas se conectam.

Como veremos neste artigo, o conceito de conectoma nasce para nos ajudar a entender a lógica interna de algo tão complicado como um cérebro.

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Qual é o conectoma?

Como vimos, no cérebro humano existe um número esmagador de células nervosas. Mas, além disso, cada neurônio é capaz de se conectar com centenas, milhares de outros neurônios. Essas conexões podem mudar e se desenvolver com o tempo.

Pode-se dizer que, se o nosso sistema nervoso funciona, é porque os neurônios são capazes de enviar milhões de impulsos nervosos uns aos outros através dessas órbitas de contato, chamadas sinapses. Cada neurônio, individualmente, não é capaz de realizar nenhuma das funções que nos permitem pensar, sentir ou mesmo permanecer vivos..

Um conectoma, então, é um mapeamento das conexões neurais que existem no sistema nervoso ou em parte do sistema nervoso, normalmente um cérebro. Nos últimos anos, surgiram vários projetos através dos quais tenta entender o funcionamento de várias partes do sistema nervoso graças a essas representações..

Conexões estruturais e conexões funcionais

Ao projetar conectomas, é possível descrever tanto conexões estruturais quanto conexões funcionais. O primeiro revela padrões gerais e macroanatômicos de conectividade, normalmente refletida feixes agrupados em axônios que vão de uma parte do sistema nervoso para outra região deste. O foco mostram último sobre menores detalhes relacionados com a probabilidade de que um grupo de conexões neurais enviar certos impulsos nervosos para outra conexão grupo realizou mais frequentemente e imprevisivelmente interrompido.

O Projeto Conectome Humano

É comum comparar o conceito de conectoma com o do genoma, que por sua vez se refere à informação contida em outro tipo de estrutura biológica: o DNA. Da mesma forma que no século XX a biologia e as disciplinas científicas relacionadas a ela viam grande esperança na possibilidade de desvendar a lógica interna do genoma humano, nos últimos anos neurociência e psicologia, bem como ciência da computação, começaram a olhar para a possibilidade de entender o conectoma típico dos membros de nossa espécie.

É por isso que em 2009 nasceu o Projeto Connectome Humano, ou Projeto Humano Connectome, financiado por membros dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos da América. A ligação desta iniciativa com a saúde é evidente: é possível traçar o mapeamento de conexões de um cérebro humano saudável, mas também de um associado a uma determinada doença mental, para assim localizar diferenças significativas na maneira como as células nervosas se comunicam entre si em cada caso.

É razoável para procurar as causas de certas doenças neste padrão de conectividade, porque há agora um forte consenso em torno da ideia de que os processos mentais são mais propensos a ter problemas com a funcionalidade se os grupos de neurônios que os dirigem estão distantes Sim, já que trabalhar com essas distâncias envolve assumir um custo metabólico mais alto. Se em um cérebro a distância entre grupos de neurônios é anormalmente grande, podem aparecer alterações de percepção ou comportamento. O Projeto Conectoma Humano ainda está em andamento hoje.

Uma fotografia do cérebro?

Como vimos, o conectoma é um tipo de mapa cerebral, e sua existência pode facilitar a compreensão do seu funcionamento. No entanto, por sua própria natureza, é uma ferramenta com poder limitado.

Isso ocorre porque o sistema nervoso, especialmente o cérebro, é um sistema em constante mudança. Este é um fenômeno conhecido como plasticidade neuronal, pelo qual qualquer experiência, independentemente de sua importância em termos psicológicos, faz com que os padrões de conectividade e atividade de nossos neurônios mudem..

Assim, um conectoma pode dar uma ideia aproximada do funcionamento de certas lógicas comportamentais, os efeitos de algumas doenças mentais e lesões cerebrais, e pode até servir para criar sistemas de aprendizagem por redes neurais em computadores. Na verdade, realizações promissoras já foram feitas, como recriar o conectoma do cérebro de um tipo de verme, criar uma simulação com ele e fazê-lo aprender certos comportamentos assim como um desses animais faria sem programação ou uma linha de código.

Mas um conectoma não pode ser usado para predizer com precisão o comportamento de um organismo com um cérebro como o humano ou com uma complexidade similar, já que está constantemente mudando. Se somos capazes de alcançar esse nível de conhecimento, parece que ainda há muito a ser.