Como o Cérebro Planeja os Nossos Movimentos

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Os Movimentos Corretos do corpo Humano

Os Movimentos Corretos do corpo Humano

Foi publicada no jornal eletrônico da Universidade de Medicina de Harvard uma matéria com base em um estudo recente sobre como o Cérebro Planeja os Nossos Movimentos.

Este novo estudo que lança luz sobre a capacidade do cérebro de orquestrar os movimentos, foi realizado em ratos e conseguiu mostrar o papel de alguns neurônios especializados na construção de sequências de movimento no cérebro, esclarecendo alguns pontos sobre o planejamento motor e sobre a capacidade do cérebro em orquestrar os movimentos.

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Como é o Planejamento dos Movimentos

Para a realização de qualquer ação, seja tocar piano ou dançar, o cérebro precisa selecionar e organizar uma série de movimentos pequenos e detalhados em uma sequência contínua e precisa.

Como exatamente o cérebro faz isso foi, por muito tempo, um mistério para os cientistas. Foi aí que um novo estudo, conduzido pelos cientistas da Universidade de Medicina de Harvard em ratos de laboratório, trouxe alguns esclarecimentos sobre esse complexo processo de geração de movimento.

Os resultados desse estudo, que foi publicado em 17 de Maio desse ano, na revista Cell, revelaram que o cérebro utiliza um balanço muito delicado e preciso entre a atividade de duas populações diferentes de neurônios, localizados em uma região específica do cérebro denominada núcleo estriado, que é o centro de coordenação para o planejamento motor.

Esses resultados podem ajudar os pesquisadores a entender melhor as condições que impactam de forma considerável no movimento, como a Doença de Parkinson, e a Doença de Huntington, e eventualmente auxiliar no desenvolvimento de novos tratamentos para essas doenças.

Um dos autores do trabalho, Sandeep Robert Datta, professor associado de neurobiologia  da Escola de Medicina de Harvard, afirmou que os pesquisadores envolvidos no estudo acreditam que suas observações preparam o campo para revelar como o movimento se transforma na ação desejada pelo indivíduo, e ainda permitem avanços na habilidade de entender, e possivelmente, tratar, doenças neurodegenerativas com impactos devastadores, que resultam em alterações desse processo de transformação de intenção em movimento.

O que já se sabia até hoje

Há muito tempo os cientistas sabem que o núcleo estriado é um componente muito importante do sistema motor, e que abriga os neurônios responsáveis pelas doenças de Parkinson e Huntington. Nessas doenças, os neurônios do núcleo estriado morrem, parando de desempenhar sua função.

Pesquisas anteriores identificaram duas diferentes populações de neurônios no núcleo estriado, que são projeções de neurônios arranjadas no que foram denominadas vias diretas e indiretas do controle motor.

No entanto, como essas duas vias interagem para modular e guiar o movimento permaneceu no escuro até hoje. Algumas evidências sugeriam que a via direta seleciona e inicia a expressão das ações, enquanto a via indireta inibe ações indesejadas. Outros estudos, no entanto, encontraram que ambas as vias são frequentemente ativadas ao mesmo tempo.

Jeffrey Markowitz, um estudante de pós-doutorado do departamento de neurobiologia da Universidade de Medicina de Harvard, e autor principal do trabalho, disse que esses achados anteriores não faziam muito sentido, com base no que se pensava há muito tempo, ser o papel de cada uma dessas vias.

O que o estudo trouxe de novo

Com o objetivo de definir melhor a dinâmica existente entre essas duas vias de controle motor, o time de pesquisadores utilizou uma tecnologia desenvolvida pelo laboratório Datta chamada de MoSeq, abreviação para motor sequencing, ou sequenciamento motor, em português. Essa tecnologia consiste na filmagem de movimentos tridimensionais de animais, e utiliza de equipamentos para destrinchar os movimentos em padrões básicos durante apenas algumas centenas de milissegundos cada. Esses pequenos “pedaços” de movimentos foram chamados de “sílabas”.

Juntamente com um time de especialistas em imagem neuronal do laboratório Bernardo Sabatini, os pesquisadores alteraram geneticamente os neurônios da vias diretas e indiretas do núcleo estriado para que elas brilhassem em cores diferentes quando ativadas. Combinando imagem neuronal, engenharia genética, e a tecnologia MoSeq, os cientistas conseguiram observar e analisar a atividade neural simultânea dessas duas vias, enquanto ratos de laboratório realizavam diversos movimentos.

Da mesma forma do que já havia sido demonstrado em estudos anteriores, os pesquisadores perceberam que sempre que o rato modificava seu comportamento, como de parado para começar a correr, por exemplo, a atividade nas duas vias aumentava.

Quando eles analisaram as sílabas identificadas através de MoSeq, no entanto, eles notaram que o equilíbrio da atividade entre as duas vias era diferente.

Para algumas sílabas, a via direta era dominante, enquanto para outras, a via indireta era a mais ativada.

Mesmo para sílabas muito parecidas, as duas vias podiam ser diferenciadas. Cada sílaba possuía um equilíbrio diferente entre as duas vias. Essa relação entre a atividade neuronal e as diferentes sílabas de movimento era tão evidente que os pesquisadores conseguiram identificar determinadas sílabas com base apenas na ativação das vias.

A taxa de atividade entre as vias é tão constante que os pesquisadores foram capazes de identificar sílabas específicas sendo expressas com base apenas na atividade das vias. Usando técnicas avançadas de imagem, eles puderam ainda observar conjuntos de neurônios que mostravam padrões de atividades regulares e previsíveis durante a execução de sílabas específicas.

O impacto desse estudo para o tratamento de doenças neurodegenerativas

Em uma sequência final de experimentos, os cientistas pretendiam entender o que acontecia quando a atividade dessas vias era interrompida ou danificada de alguma forma.

Para isso, foram induzidas lesões no núcleo estriado em alguns ratos. Depois de uma semana de recuperação, eles colocaram os ratos em uma espécie de arena, com odores de raposas em um dos seus lados.

Como os ratos possuem um instinto natural de evitar predadores, os ratos com o núcleo estriado intacto imediatamente correram para o outro lado da arena. Os ratos com lesões no núcleo estriado, no entanto, apesar de apresentaram exatamente as mesma sílabas que os ratos normais, como cheirar, correr e se virar, apresentaram incapacidade de sequenciar esses movimentos de forma correta e não foram capazes de chegar ao outro lado da arena.

De acordo com o laboratório Datta, esses achados corroboram a importancia do sequenciamento do movimento para que uma ação desejada seja realizada. Mesmo quando somos capazes de mover o corpo corretamente, se as ações não são realizadas na ordem correta, fica difícil realizar até as tarefas mais simples.

Caso esses achados sejam replicados em novos estudos, eles podem auxiliar no tratamento de doenças como a Doença de Parkinson, condição na qual os movimentos mais básicos se tornam extremamente difíceis com a progressão da doença.

Hoje em dia, a Doença de Parkinson é tratada com o uso de medicamentos contendo o neurotransmissor dopamina, que estimula ambas as vias, tanto a indireta quanto a indireta. No entanto, a eficácia do tratamento reduz com o tempo.

Ainda não existe tratamento efetivo para a Doença de Huntington.

Os pesquisadores esperam que trabalhos futuros com base nesse achados possam pesquisar mais especificamente o que acontece exatamente nessas células quando doenças neurodegenerativas reduzem a capacidade do cérebro de gerar e sequenciar padrões de movimento.

Clique Aqui para ler a matéria publicada no site da Escola de Medicina de Harvard.