O som das sinapses
Neurônios se comunicam cantando
Por Pablo Javier Piacente
A comunicação entre os neurônios se dá por meio de sinais com diferentes “tons”. A modulação dessas entonações varia e gera um sistema de comunicação marcante com lógica própria.
Um grupo de neurobiologistas do Laboratório de Biologia Marinha (MBL) em Massachusetts, Estados Unidos, conseguiu decifrar um mecanismo complexo de comunicação neural por meio de entonações. O sutil "canto" dos neurônios é realizado por meio de tons que vão mudando, com o objetivo de transmitir informações e se comunicar com seus pares. De acordo com um comunicado do centro afiliado à Universidade de Chicago, os neurônios usam várias vesículas que, quando integradas, formam unidades de significado semelhantes às palavras.
A interação e o diálogo entre neurônios é uma atividade fundamental para o sistema nervoso, uma vez que governa funções como respirar e pensar, entre muitas outras. Apesar disso, é difícil estudar essas relações entre os neurônios porque a comunicação ocorre em máxima velocidade e em uma escala muito pequena. Consequentemente, a explicação precisa desses processos muitas vezes se torna um desafio quase impossível de resolver.
No entanto, especialistas do laboratório americano encontraram uma abordagem promissora que nos aproxima da "música" dos neurônios. Usando um sistema de imagens totalmente customizado, eles alcançaram uma compreensão clara dos processos que levam os neurônios a se comunicarem entre si por meio da modulação de "tons", que são diferentes expressões dos sinais que emitem.
A descoberta, publicada na Nature Neuroscience, foi feita após diferentes experimentos. No primeiro, eles conectaram um neurônio com eletricidade para induzir uma ação ou atividade, para depois congelá-lo instantaneamente e obter uma imagem de seu estado. Eles apreciaram a presença de um grande número de vesículas que se fundiram e criaram várias sinapses. Essa primeira descoberta estimulou novos esforços para aprofundar a questão.
Sinapse antes (esquerda) e depois da estimulação (direita), com setas mostrando quando os neurônios se comunicam entre si. Crédito: MBL. Kristina Lippmann, Kadidia Adula, Thien Vu e Eddie Hujber.
Aumente ou diminua sua voz
As vesículas sinápticas são pequenas esferas onde os neurotransmissores são armazenados, os quais, quando acoplados, desempenham um papel semelhante às palavras. Os neurônios lhes usam como unidades de sentido para se comunicar. Era sabido que eles podem usar várias "palavras" para dialogar e que são capazes de variar sua entonação, mas até agora as características desse processo eram desconhecidas. De acordo com Shigeki Watanabe, um dos cientistas responsáveis pelo estudo, "identificamos um mecanismo que os neurônios usam para se comunicar por meio de entonações", explicou.
“Pudemos mostrar que eles podem aumentar ou diminuir a voz dependendo do número de vesículas que usam. Quando alguém quer fazer uma pergunta, muda a entonação no final da frase. Pois é, os neurônios fazem o mesmo, diminuindo à medida que aumenta o número de vesículas que usam”, acrescentou Watanabe.
De outro ponto de vista, os neurobiologistas observaram que a neurotransmissão pode ser forte ou fraca em uma escala de milissegundos. Consequentemente, é a primeira vez que a comunicação neural é analisada em detalhes de uma perspectiva temporal.
Um primeiro passo
Os cientistas descobriram em seus experimentos que, em determinados momentos, apenas algumas vesículas sinápticas estão na posição de acoplamento, ou seja, prontas para liberar o neurotransmissor e gerar os diferentes "tons". No final de uma ação ou atividade eles diminuem novamente em número e dinamismo, mas após 14 milissegundos eles começam a se reagrupar e estão prontos para se fundir, liberar neurotransmissores e fazer os neurônios “cantarem”.
O grupo de pesquisadores fez essas observações com tecnologia de microscopia eletrônica especialmente adaptada. A descoberta desse mecanismo de comunicação neural pode ser o primeiro passo para aprender mais detalhes sobre a maneira como os neurônios trocam informações, construindo redes dedicadas a desempenhar funções tão complexas quanto surpreendentes.
Referência
Synaptic vesicles transiently dock to refill release sites. Grant F. Kusick, M. Chin, S. Raychaudhuri, K. Lippmann, K. P. Adula, E.J. Hujber, T. Vu, M.W. Davis, E.M. Jorgensen, S. Watanabe. Nature Neuroscience (2020).DOI:https://doi.org/10.1038/s41593-020-00716-1
Fonte: https://tendencias21.levante-emv.com/las-neuronas-se-comunican-cantando.html?fbclid=IwAR2SxZ-moeI47-1970WrOODS0oBHtHkjzSDA01eG2k7c1WzeRRVNgRIvcG0