O que é um conectoma? Os novos mapas do cérebro

O cérebro humano é um dos sistemas naturais mais complexos conhecidos. Isso não ocorre simplesmente porque os desenvolvimentos tecnológicos permitiram a criação de ferramentas de medição relativamente recentemente. adequado para estudar este conjunto de órgãos, não ao fato de que um cérebro humano médio de uma pessoa adulta contém aproximadamente 80.000.000 neurônios. A chave é como essas células nervosas estão conectadas.

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

• Artigo relacionado: "Partes do cérebro humano (e funções)"

O que é o conectoma?

Como vimos, há um número impressionante de células nervosas no cérebro humano. Mas também, 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 nosso sistema nervoso funciona é porque os neurônios são capazes de enviar milhões de impulsos nervosos entre si através desses touchdowns, chamados sinapse. 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 em um sistema nervoso ou parte de um sistema nervoso, geralmente um cérebro. Nos últimos anos, surgiram vários projetos através dos quais se 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 conexões estruturais e funcionais. Os primeiros revelam padrões gerais e macroanatômicos de conectividade, normalmente incorporado em vigas de axônios agrupados que vão de uma parte do sistema nervoso para outra região dele. A segunda amostra concentra-se em detalhes de menor dimensão relacionados à probabilidade de que um grupo de conexões neurônios enviam certos impulsos nervosos para outro grupo, uma conexão que geralmente é feita de forma mais imprevisível e interrompido.

O Projeto Conectoma Humano

O conceito de conectoma é frequentemente comparado ao de genoma, palavra 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 viram 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 de membros de nossa espécie.

É por isso que em 2009 nasceu o Human Connectome Project, ou Human Connectome Project, financiado por membros do National Institutes of Health, dos Estados Unidos da América. A ligação desta iniciativa com a saúde é evidente: é possível mapear as conexões de um cérebro humano saudável, mas também de um associado a uma certa doença mental, a fim de localizar diferenças significativas na maneira como as células nervosas se comunicam entre si em cada caso.

É razoável buscar as causas de certas desordens nesse padrão de conectividade, pois atualmente existe uma importante consenso em torno da ideia de que os processos mentais são mais propensos a ter problemas funcionais se os grupos de neurônios que os impulsionam estão muito separados uns dos outros, já que trabalhar com essas distâncias envolve assumir um custo maior metabólico. Se em um cérebro essa distância entre grupos de neurônios for anormalmente grande, podem aparecer alterações na percepção ou no comportamento. Até hoje, o Projeto Conectoma Humano ainda está em execução.

Uma fotografia do cérebro?

Como vimos, o conectoma é uma espécie de mapa do cérebro, 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, dos efeitos de algumas doenças mentais e lesões cerebrais, e pode até ser usado para criar sistemas de aprendizado de redes neurais em computadores. De fato, já houve conquistas promissoras, como a recriação do conectoma do cérebro de uma espécie de verme, crie uma simulação com ele e faça-o aprender certos comportamentos assim como um desses animais faria sem programar uma linha de código.

Mas um conectoma não pode ser usado para prever com precisão o comportamento de um organismo. com um cérebro como o humano ou de complexidade semelhante, pois está mudando constantemente. Se conseguirmos chegar a esse grau de conhecimento, parece que ainda há um longo caminho a percorrer.