O que é um connectome? Os novos mapas cerebrais

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O cérebro humano é um dos sistemas naturais mais complexos conhecidos. Isso não se deve simplesmente ao tempo relativamente curto em que o desenvolvimento tecnológico permitiu a criação de ferramentas de medição adequadas para estudar esse conjunto de órgãos, e não ao fato de que o cérebro humano médio de uma pessoa adulta contém aproximadamente 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 quanto um cérebro.

Qual é o connectome?

Como vimos, no cérebro humano há uma quantidade esmagadora de células nervosas. Além disso, cada neurônio é capaz de se conectar com centenas, milhares de outros neurônios . Essas conexões podem mudar e se desenvolver ao longo do 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 contatos, chamados sinapses. Cada neurônio, individualmente, não é capaz de desempenhar nenhuma das funções que nos permitem pensar, sentir ou até permanecer vivo.

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

Conexões estruturais e funcionais

Ao projetar connectomas, é possível descrever conexões estruturais e funcionais. A primeira revela padrões gerais e macroanatômicos de conectividade , normalmente incorporados em feixes de axônios agrupados que vão de uma parte do sistema nervoso para outra região do leste. O segundo mostra o foco em detalhes de dimensões menores relacionadas à probabilidade de um grupo de conexões neuronais enviar certos impulsos nervosos para outro grupo, uma conexão que geralmente é feita de forma mais imprevisível e interrompida.

O Projeto Human Connectome

É comum comparar o conceito de conectomo com o do genoma, a palavra, por sua vez, refere-se à informação contida em outro tipo de estrutura biológica: 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 examinar a possibilidade de entender o conectoma típico dos membros de nossa espécie.

Por isso, em 2009, nasceu o Projeto Human Connectome, ou Projeto Human Connectome, financiado por membros dos Institutos Nacionais de Saúde, dos Estados Unidos da América. A ligação entre essa iniciativa e a saúde é evidente: é possível traçar o mapeamento de conexões de um cérebro humano saudável, mas também de um associado a uma doença mental específica , a fim de localizar diferenças significativas na maneira como as células Os nervos se comunicam entre si em cada caso.

É razoável procurar as causas de certos distúrbios nesse padrão de conectividade, já que atualmente existe um consenso importante em torno da ideia de que os processos mentais têm maior probabilidade de ter problemas funcionais se os grupos de neurônios que os impulsionam estiverem distantes entre si. Sim, já que trabalhar com essas distâncias envolve assumir um custo metabólico mais alto. Se em um cérebro essa distância entre grupos de neurônios é anormalmente grande, pode haver alterações na percepção ou no comportamento. Hoje, o projeto Human Connectome ainda está em execução.

Uma fotografia do cérebro?

Como vimos, o conectoma é uma espécie de mapa cerebral, e sua existência pode facilitar a compreensão de 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. Esse é um fenômeno conhecido como plasticidade neuronal , em que 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 idéia aproximada do funcionamento de certas lógicas comportamentais, os efeitos de algumas doenças mentais e lesões cerebrais, e pode até ser usado para criar sistemas de aprendizagem através de uma rede neural em computadores. De fato, conquistas promissoras já foram alcançadas, como recriar o cérebro conectado a um tipo de verme, criar uma simulação e fazê-lo aprender certos comportamentos, 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 em constante mudança. Se conseguirmos atingir esse nível de conhecimento, parece que ainda há muito a ser percorrido.

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