Como olhar para o interior do cérebro

Têm ocorrido avanços notáveis na compreensão do cérebro, mas como é que se estudam realmente os neurónios no seu interior? Usando magníficas imagens, o neurocientista e Companheiro TED Carl Schoonover mostra as ferramentas que nos permitem ver o interior dos nossos cérebros.

Este é um desenho do cérebro com mil anos.

É um diagrama do sistema visual.

E algumas coisas parecem-nos
hoje muito familiares.

Dois olhos na base, o nervo ótico fluindo
a partir da zona posterior.

Há um nariz muito largo

que parece não estar ligado
a nada em particular.

Se compararmos isto

com representações mais recentes
do sistema visual

verão que as coisas se tornaram
substancialmente mais complicadas

durante esses mil anos.

E isso porque hoje podemos ver
o que está no interior do cérebro

em vez de olharmos apenas
para a sua forma geral.

Imaginem que queriam compreender
como funciona um computador

e só podiam ver um teclado,
um rato, um ecrã.

Vocês não teriam sorte nenhuma.

Vocês querem poder abri-lo, escancará-lo,

olhar para as ligações internas.

Até há pouco mais de um século

ninguém conseguia
fazer isso com o cérebro.

Ninguém tinha um vislumbre
das ligações cerebrais,

porque, se retirarem um cérebro do crânio

e lhe cortarem uma fatia fina,

mesmo que a vejam
a um microscópio muito potente,

não há nada ali.

É cinzento, sem forma.

Não tem estrutura. Não vos dirá nada.

Tudo isto mudou no final do séc. XIX.

De repente, foram desenvolvidos

novos corantes químicos
para o tecido cerebral

o que nos proporcionou o primeiro
vislumbre das ligações cerebrais.

O computador foi escancarado.

Portanto, o que lançou
a neurociência moderna

foi uma coloração
chamada "coloração de Golgi".

Funciona de uma forma muito particular.

Em vez de tingir todas as células
no interior de um tecido,

tinge apenas cerca de 1% das mesmas.

Limpa a floresta,
revela as árvores no seu interior.

Se tudo tivesse ficado marcado,
nada teria ficado visível.

Portanto, de certa forma,
revela-nos o que lá existe.

O neuroanatomista espanhol
Santiago Ramon y Cajal,

que é geralmente considerado o pai
da neurociência moderna,

aplicou esta coloração de Golgi,
e produziu dados com este aspeto,

e ao fazê-lo deu-nos a noção atual
da célula nervosa, o neurónio.

Se estiverem a pensar no cérebro
como um computador,

isto é o transístor.

Muito rapidamente, Cajal percebeu

que os neurónios não operam sozinhos,

mas, antes, estabelecem
ligações com outros

que formam circuitos,
tal como num computador.

Um século mais tarde, quando
os investigadores querem ver os neurónios,

iluminam-nos a partir do interior,
em vez de os escurecer.

Há várias maneiras de fazer isto.

Uma das mais populares
envolve proteína verde fluorescente.

A proteína verde fluorescente,

que, curiosamente,
vem de uma alforreca bioluminescente,

é muito útil.

Porque, obtendo o gene
da proteína verde fluorescente

e introduzindo-o numa célula,
essa célula ficará verde brilhante

ou, com as muitas atuais variantes
da proteína verde fluorescente,

obteremos células a brilhar
em muitas cores diferentes.

Assim, voltando ao cérebro,

este é de um rato geneticamente
modificado, chamado "Brainbow".

Chama-se assim, obviamente,

porque todos estes neurónios
brilham em cores diferentes.

Por vezes os neurocientistas
precisam de identificar

componentes moleculares individuais
dos neurónios, moléculas,

em vez de células inteiras.

Há várias maneiras de fazer isso,

mas uma das mais populares
envolve o uso de anticorpos.

Claro, vocês estão familiarizados
com os anticorpos,

como guarda-costas do sistema imunitário.

Acontece que eles são
muito úteis ao sistema imunitário

porque reconhecem moléculas específicas,

como, por exemplo, a proteína código

de um vírus que esteja a invadir o corpo.

Os investigadores aproveitaram este facto

para reconhecerem moléculas específicas
no interior do cérebro,

reconhecer estruturas
específicas da célula

e identificá-las individualmente.

Muitas das imagens que vos tenho
estado a mostrar aqui

são muito belas,
mas também muito poderosas.

Têm um grande poder explicativo.

Esta, por exemplo,
é a coloração de um anticorpo

contra os transportadores de serotonina
numa fatia de cérebro de rato.

Já ouviram falar da serotonina

no contexto de doenças
como a depressão e a ansiedade.

Ouviram falar de ISRSs,

que são fármacos usados
para tratar estas doenças.

Para se compreender
como a serotonina funciona,

é fundamental compreender onde está
o mecanismo de funcionamento da serotonina.

Podem usar-se colorações
de anticorpos como esta

para compreender esse tipo de questões.

Gostava de vos deixar
o seguinte pensamento:

Tanto as proteínas como os anticorpos
verde fluorescente

são, à partida, produtos
inteiramente naturais.

Evoluíram naturalmente

para conferir à alforreca um brilho verde,
seja qual for a razão,

ou para detetar a proteína código
de um vírus invasor, por exemplo.

E só muito mais tarde
é que os cientistas entraram em cena

e disseram: "Espera, isto são ferramentas,

"isto são funções que podíamos usar

"na nossa paleta
de ferramentas de pesquisa."

Em vez de porem pobres mentes humanas

a conceber estas ferramentas
a partir do nada,

serviram-se destas soluções
prontas a usar ali mesmo, na Natureza,

desenvolvidas e aperfeiçoadas
durante milhões de anos

pelo melhor engenheiro existente.

Obrigado.

(Aplausos)