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Embora as diferenças físicas entre humanos e primatas não humanos sejam bastante distintas, um novo estudo revela que seus cérebros podem ser notavelmente semelhantes. E, no entanto, as menores mudanças podem fazer grandes diferenças em transtornos de desenvolvimento e psiquiátricos.
Compreender as diferenças moleculares que diferenciam o cérebro humano pode ajudar os pesquisadores a estudar as interrupções em seu desenvolvimento. Um novo estudo, publicado recentemente na revista Ciência por uma equipe que inclui o professor de neurociência da Universidade de Wisconsin-Madison, Andre Sousa, investiga as diferenças e semelhanças das células do córtex pré-frontal – a região mais frontal do cérebro, uma área que desempenha um papel central nas funções cognitivas superiores – entre humanos e primatas não humanos, como chimpanzés, macacos Rhesus e saguis.
As diferenças celulares entre essas espécies podem iluminar os passos em sua evolução e como essas diferenças podem estar implicadas em distúrbios, como autismo e deficiência intelectual, observados em humanos. Sousa, que estuda a biologia do desenvolvimento do cérebro no Waisman Center da UW-Madison, decidiu começar estudando e categorizando as células do córtex pré-frontal em parceria com o laboratório da Universidade de Yale, onde trabalhou como pesquisador de pós-doutorado.
“Estamos perfilando o córtex pré-frontal dorsolateral porque é particularmente interessante. Essa área cortical só existe em primatas. Não existe em outras espécies”, diz Sousa. “Ele tem sido associado a várias funções relevantes em termos de alta cognição, como memória de trabalho. Também tem sido implicado em vários distúrbios neuropsiquiátricos. Então, decidimos fazer este estudo para entender o que há de único nos humanos nessa região do cérebro”.
Sousa e seu laboratório coletaram informações genéticas de mais de 600.000 células do córtex pré-frontal de amostras de tecidos de humanos, chimpanzés, macacos e saguis. Eles analisaram esses dados para categorizar as células em tipos e determinar as diferenças em células semelhantes entre as espécies. Sem surpresa, a grande maioria das células eram bastante comparáveis.
“A maioria das células são realmente muito semelhantes porque essas espécies são relativamente próximas evolutivamente”, diz Sousa.
Sousa e seus colaboradores encontraram cinco tipos de células no córtex pré-frontal que não estavam presentes em todas as quatro espécies. Eles também encontraram diferenças nas abundâncias de certos tipos de células, bem como diversidade entre populações de células semelhantes entre as espécies. Ao comparar um chimpanzé a um humano, as diferenças parecem enormes – desde sua aparência física até as capacidades de seus cérebros. Mas no nível celular e genético, pelo menos no córtex pré-frontal, as semelhanças são muitas e as diferenças são escassas.
“Nosso laboratório realmente quer saber o que há de único no cérebro humano. Obviamente, a partir deste estudo e de nossos trabalhos anteriores, a maior parte é realmente a mesma, pelo menos entre os primatas”, diz Sousa.
As pequenas diferenças que os pesquisadores encontraram podem ser o começo da determinação de alguns desses fatores únicos, e essa informação pode levar a revelações sobre desenvolvimento e distúrbios do desenvolvimento em nível molecular.
“Queremos saber o que aconteceu após a divisão evolutiva entre humanos e outros primatas”, diz Sousa. “A ideia é que você tem uma mutação em um gene ou em vários genes e esses genes agora têm funções ligeiramente diferentes. Mas se esses genes são relevantes para o desenvolvimento do cérebro, por exemplo, quantas células são produzidas ou como as células são conectando-se a outras células, como isso afeta os circuitos neuronais e suas propriedades fisiológicas? Queremos entender como essas diferenças levam a diferenças no cérebro e, em seguida, levam a diferenças que podemos observar em adultos.”
As observações do estudo foram feitas nos cérebros de adultos, após grande parte do desenvolvimento estar completo. Isso significa que as diferenças podem estar ocorrendo durante o desenvolvimento do cérebro. Assim, o próximo passo dos pesquisadores é estudar amostras de cérebros em desenvolvimento e estender sua área de investigação além do córtex pré-frontal para descobrir onde e quando essas diferenças se originam. A esperança é que essas informações levem a uma base mais robusta para apoiar a pesquisa de transtornos do desenvolvimento.
“Somos capazes de fazer coisas extraordinárias, certo? Estamos estudando a própria vida, o universo e muito mais. E isso é realmente único quando você olha em volta”, diz Sousa, cuja equipe incluiu os alunos de pós-graduação Ryan Risgaards e Zachary Gomez- Sanchez, a estagiária de pesquisa Danielle Schmidt e os alunos de graduação Ashwin Debnath e Cade Hottman. “Se temos essas habilidades únicas, tem que ser algo no cérebro, certo? Há algo no cérebro que nos permite fazer tudo isso e estamos realmente interessados em saber o que é.”
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Wisconsin-Madison. Original escrito por Emily Leclerc. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.
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