Modelo mostra como cérebro se torna flexível durante crescimento

Cérebro talvez seja muito flexível durante os primeiros estágios da vida porque precisa continuar crescendo, afirmam cientistas.

root

22 de junho de 2010 | 13h53

Modelo sugere que quando o tecido aumenta nas colunas, mas os seus tamanhos são mantidos, o padrão se torna irregular: listras se dissolvem em ziguezague. Uma base matemática que descreve como o córtex visual pode ser reestruturado durante a fase de crescimento. Crédito: Instituto Max Planck.

Modelo sugere que quando o tecido aumenta nas colunas, mas os seus tamanhos são mantidos, o padrão se torna irregular: listras se dissolvem em ziguezague. Uma base matemática que descreve como o córtex visual pode ser reestruturado durante a fase de crescimento. Crédito: Instituto Max Planck.

Você já deve ter escutado falar que quanto mais precoce é o diagnóstico do autismo em crianças, melhores serão os resultados de uma intervenção terapêutica. Isso decorre do fato de que o cérebro em crianças muito pequenas tem plasticidade, ainda, o que significa em termos mais simples que o órgão ainda está sendo “moldado. A questão que intriga cientistas há muito tempo é: por que o cérebro de um bebê é particularmente tão flexível? A explicação mais óbvia seria a de que eles precisam aprender muito – e um cérebro que muda facilmente facilita todo o processo nos primeiros estágios da vida.

Um time de pesquisadores do Instituto Max Planck, Universidade Schiller em Jena, na Alemanha, e Universidade de Princeton, nos EUA, deram uma nova explicação para o fenômeno: talvez seja porque o cérebro ainda precisa crescer.

Usando uma combinação de experiências, modelos matemáticos e simulações em computador, a equipe mostra que conexões neurais no córtex visual de gatos são reestruturadas durante o crescimento, e que esta reestruturação poderia ser explicada pelo processo de auto-organização.  

Eternamente flexível?

O cérebro está em constante mudança, sendo transformado a cada experiência – caso contrário, não conseguiríamos aprender mais nada após o crescimento. Entretanto, algumas regiões dos cérebros de recém-nascidos são particularmente flexíveis. Em experiências com animais, o desenvolvimento do córtex visual pode ser fortemente influenciado nos primeiros meses de vida por diferentes estímulos visuais.

As células nervosas no córtex visual de animais “crescidos” dividem o processamento de informações nos olhos. Como se estas células aprendessem a ver apenas com o olho direito; outras com o olho esquerdo. Cada célula “especializada” atua próxima a pequenos grupos organizados, chamados colunas de dominância ocular.

Estas estruturas não se tornam maiores – apenas aumentam em número. Tampouco fazem novas colunas a partir de novas células nervosas, cuja quantidade permanece praticamente inalterada também (o crescimento do córtex visual pode ser, assim, atribuído a um aumento no número de células não-neuronais). Estas mudanças podem ser explicadas pelo fato de que as células existentes mudam o gosto: têm mais preferência por um ou outro olho. Com o tempo, o padrão das colunas se torna mais irregular.

“Esta é uma enorme conquista do cérebro – empreendendo uma reestruturação enquanto continua a funcionar”, diz Wolfgang Keil, cientistas do Max Planck e autor do estudo. “Não há engenheiro por trás da condução deste planejamento, o processo deve ser conduzido por si próprio”.

Simulações de computador mostram como o cérebro procede nesta reestruturação: por um lado, o órgão tenta manter as relações de vizinhança do córtex visual de forma uniforme; por outro, o desenvolvimento do córtex visual é determinado pelo próprio processo visual (células muito estimuladas por um ou outro olho tentam manter a sua “vocação”). O modelo proposto sugere que quando o tecido aumenta nas colunas, mas os seus tamanhos são mantidos, o padrão se torna irregular: listras se dissolvem em ziguezague. Uma base matemática que descreve como o córtex visual pode ser reestruturado durante a fase de crescimento.

Veja também:

Cientistas desvendam o mecanismo natural de aprendizagem de som
Estudo mostra similaridade no sistema de aprendizagem de homens e répteis
Peixe-arqueiro mostra adaptação animal a diferentes campos de visão