Por que o cérebro humano exibe maior inteligência?

Um novo estudo dos neurocientistas do MIT pode ajudar a explicar o poder da computação humana.

Fonte: ktsdesign / BigStockPhoto

Um estudo inovador em neurociência representa um avanço na compreensão da biofísica do poder de computação do cérebro. Em um recente estudo publicado em 18 de outubro de 2018 em Cell , uma equipe de pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e Massachusetts General Hospital descobriu características distintas do neurônio humano que podem ajudar a explicar por que os cérebros humanos são mais poderosos que outros. espécies.

O córtex humano é geralmente o mais espesso entre os mamíferos, o que indica que os neurônios humanos têm dendritos bastante alongados e compartimentados. Dendritos são os longos ramos que se estendem de um neurônio que funciona como portador de sinais elétricos da sinapse (o espaço entre o fim das células nervosas) e o corpo celular do neurônio. No estudo, os cientistas observaram a maneira única pela qual os sinais elétricos são manipulados pelos dendritos de neurônios humanos, em comparação com os neurônios de roedores.

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Uma grande parte do desafio da pesquisa neurocientífica é a disponibilidade de tecido humano para experimentação, portanto, a pesquisa é realizada principalmente em roedores de laboratório. Por isso, é incomum quando um estudo de pesquisa é realizado em tecido cerebral humano. No estudo, os neurocientistas usaram ex vivo tecido cerebral humano, além de amostras de roedores.

Esses pesquisadores usaram o subproduto do cérebro do tratamento cirúrgico para pacientes epilépticos – o tecido cerebral saudável que teve que ser removido para que os cirurgiões tivessem acesso à porção doente. Os neurocientistas testaram a atividade elétrica dos dendritos a partir dessas pequenas porções do córtex do lobo temporal anterior humano a partir de tecido não patológico de pacientes epilépticos e compararam com dendritos de roedores.

Na pesquisa, a equipe de cientistas descobriu que, quando uma corrente elétrica é injetada nos dendritos humanos, há mais compartimentalização elétrica e redução das densidades dos canais iônicos em comparação com os dendritos de roedores. Segundo o estudo publicado, “os dendritos humanos fornecem excitação limitada ao soma, mesmo na presença de pontas dendríticas”. A compartimentalização altera as propriedades de entrada dos neurônios humanos, que também podem desempenhar um papel em nossas habilidades cognitivas amplificadas.

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“Nos neurônios humanos, há mais compartimentalização elétrica, e isso permite que essas unidades sejam um pouco mais independentes, levando potencialmente ao aumento das capacidades computacionais de neurônios individuais.” – Mark Harnett, do McGovern Institute for Brain Research do MIT

Os pesquisadores mostram que “tanto a filtragem resistiva quanto a capacitiva são mais pronunciadas nos neurônios humanos devido ao seu aumento de comprimento e sugerem a ausência de mecanismos compensatórios”. Esta pesquisa é um marco na compreensão do papel dos dendritos na cognição humana – é outra pista em desvendar o mistério global do cérebro humano.

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Referências

Beaulieu-Laroche, Lou; Toloza, Enrique HS; van der Goes, Marie-Sophie; Lafourcade, Mathieu; Barnagian, Derrick; Williams, Ziv M .; Eskandar, Emad N .; Frosch, Matthew P.; Cash, Sydney S .; Harnett, Mark T .. ”Compartimentalização Dendrítica Aprimorada em Neurônios Corticais Humanas.” Célula . 18 de outubro de 2018.