Novo Brain Maps captura o comportamento de Parenting em instantâneos vívidos

As regiões iluminadas em branco e amarelo neste instantâneo do córtex cerebral representam neurônios associados com os bigodes de um mouse que são ativados à medida que o mouse explora um novo ambiente.

Fonte: Cortesia do Laboratório de Desenvolvimento e Reparação do Cérebro na Universidade Rockefeller

Recentemente, a imagem cerebral tornou-se mais vívida, de forma Kodachrome. Esta semana, pesquisadores da Universidade Rockefeller da cidade de Nova York anunciaram uma técnica revolucionária de neuroimagem que lhes permite criar instantâneos coloridos que abrangem todo o córtex cerebral de um cérebro de mouse em um único quadro.

Essas imagens do cérebro mais avançadas são inovadoras a partir de um ponto de vista neurocientífico … Eles também são muito agradáveis ​​aos olhos. Na minha opinião, grandes telas dessas imagens cativantes não parecem fora de lugar penduradas no Museu de Arte Moderna (MoMA). Pessoalmente, fiquei ansioso para ver essas imagens saindo de Rockefeller porque minha mãe trabalhou com René Dubos na década de 1960 quando ele estava em seu instituto escrevendo sua obra-prima ganhadora do Prêmio Pulitzer, So Human an Animal .

A nova e inovadora técnica de neuroimagem da Rockefeller é chamada de 'ClearMap' e é capaz de criar instantâneos dinâmicos que representam todos os neurônios ativos no cérebro em um momento específico. Atualmente, pesquisadores da Rockefeller e da Universidade de Harvard estão usando ClearMap para estudar regiões cerebrais envolvidas no comportamento dos pais.

ClearMap Toma Instantâneos do Cortex Cerebral Inteiro

Até agora, os neurocientistas confiaram em ferramentas de imagem cerebral que só podem dar uma visão precisa de uma fatia muito pequena do cérebro de mamíferos (menos de um milímetro cúbico), ou dar uma olhada borrosa em uma área maior do cérebro. O que torna esta nova técnica inovadora é que os pesquisadores da Rockefeller criaram um método que combina o melhor dos dois mundos. . . O ClearMap captura um instantâneo detalhado da atividade global e cria um atlas de todo o cérebro do mouse.

• Uma carta ao meu filho adolescente sobre agressão sexual
• PTSD e Doença Cardíaca Coronariana
• Mais sobre o papel do ambiente social
• Precauções Back-to-School para crianças que utilizam smartphones
• Câncer e celulares na notícia – é complicado

O novo método é descrito em um relatório de maio de 2016, "Mapeamento da atividade do cérebro por análise de volume automatizado de genes iniciais imediatos", que aparece em linha no periódico Cell .

Fonte: Cortesia do Laboratório de Desenvolvimento e Reparação do Cérebro na Universidade Rockefeller

Esta pesquisa ocorreu no laboratório de Marc Tessier-Lavigne, professor do Laboratório de Desenvolvimento e Reparação de Cérebro, e atualmente presidente da Universidade Rockefeller. Em uma declaração, Tessier-Lavigne explicou: "O cérebro do mouse contém milhões de neurônios, e uma imagem típica retrata a atividade de aproximadamente um milhão de neurônios. O objetivo da técnica é acelerar a compreensão de como o cérebro funciona. "

Eliza Adams, uma estudante de pós-graduação no laboratório de Tessier-Lavigne e co-autor do estudo, acrescentou: "Devido à natureza da nossa técnica, não podemos visualizar a atividade do cérebro vivo ao longo do tempo – só vemos neurônios ativos no momento específico nós pegamos o instantâneo. Mas o que ganhamos neste trade-off é uma visão abrangente da maioria dos neurônios no cérebro e a capacidade de comparar essas populações neuronais ativas entre instantâneos de forma robusta e imparcial ".

• Triunfo da razão científica: Iowa torna-se terceiro estado para legalizar o casamento entre pessoas do mesmo sexo
• High School e além
• Pensando enquanto preto
• O silêncio do deslumbimento: uma conversa com Kipling William
• Parenting no mundo real digital

Mesmo que cada instantâneo da atividade do cérebro geralmente inclua pelo menos um milhão de neurônios ativos, os pesquisadores conseguem peneirar massas de dados relativamente rapidamente comparando um instantâneo com o próximo em uma apresentação de slides. Simplesmente eliminando os neurônios que são ativos em ambos os instantâneos, os pesquisadores podem aprimorar em quais neurônios são ativados em cada estado único.

Observando e testando como funciona o cérebro dos pais

Atualmente, o objetivo principal desta ferramenta de imagem é ajudar os pesquisadores a gerar hipóteses sobre a função cerebral que posteriormente podem ser testadas em outras experiências sobre o comportamento dos pais. Usando a nova técnica do ClearMap, os pesquisadores da Universidade Rockefeller colaboraram com Catherine Dulac e outros cientistas da Universidade de Harvard para observar quais regiões do cérebro são ativadas durante a educação dos pais.

Os pesquisadores descobriram que quando um rato adulto encontra um cachorro, uma região de seu cérebro conhecida por ser ativa durante o parto – o núcleo pré-óptico mediano, ou o MPO se acende. No entanto, eles também notaram que sempre que a área MPO se torna ativada, há menos atividade neural na amígdala cortical.

A amígdala tem muitas funções, mas é amplamente considerada como uma área que processa respostas aversivas baseadas no medo. Curiosamente, os pesquisadores descobriram que a amígdala está diretamente conectada à MPO "região parental". Em uma declaração, o autor do estudo, Nicolas Renier, explicou essa conexão,

"Nossa hipótese é que os neurônios parentais colocam o freio na atividade na região do medo, o que pode suprimir as respostas aversivas que os ratos podem ter para filhotes. Na verdade, os camundongos que estão sendo agressivos para filhotes tendem a mostrar mais atividade na amígdala cortical. Para testar essa idéia, o próximo passo é bloquear a atividade desta região do cérebro para ver se isso reduz a agressão nos camundongos ".

Embora seja pura especulação da minha parte, pode-se adivinhar que essa descoberta poderia ajudar a explicar as raízes neurobiológicas de mães desamorosas e de pais ausentes. Talvez seres humanos com conectividade atípica do cérebro entre o MPO e a amígdala não sejam biologicamente hardwired para nutrir seus filhos? Será interessante ver se pesquisas futuras usando o ClearMap levam a intervenções que podem promover a ligação entre pais e filhos em situações onde os mecanismos parentes biológicos inatos não ocorram.

Dito isto, a técnica ClearMap tem implicações mais amplas do que simplesmente ver quais áreas cerebrais do mouse estão ativas em diferentes situações. Esta nova técnica também pode ser usada para mapear a atividade cerebral em resposta a qualquer tipo de mudança biológica. Isso poderia incluir: testar a eficácia de um medicamento; monitorando a propagação da doença; ou mesmo explorando o processo de tomada de decisão no cérebro. "Você pode usar a mesma estratégia para mapear o que quiser no cérebro do mouse", diz Renier.

Conclusão: Cérebros de ratos mantêm muitas pistas para compreender os cérebros humanos

Este novo método de mapeamento cerebral é particularmente importante porque o cérebro do mouse eo cérebro humano são surpreendentemente similares. Na verdade, os genes responsáveis ​​pela construção e operação do cérebro do mouse e do cérebro humano são idênticos a 90%. Portanto, mapear todo o cérebro do mouse em um único instantâneo é uma poderosa ferramenta para identificar os mecanismos neuronais dos comportamentos humanos e decodificar os mistérios da neuropsicologia humana.

ClearMap é uma tecnologia potencialmente revolucionária de imagens cerebrais que poderia beneficiar a humanidade no futuro próximo. Fique atento para mais sobre este tópico emocionante!

© 2016 Christopher Bergland. Todos os direitos reservados.

Siga-me no Twitter @ckbergland para obter atualizações sobre as postagens do blog The Athlete's Way .

The Athlete's Way ® é uma marca registrada de Christopher Bergland.