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Viagem ao interior do cérebro

Publicado em 01 fevereiro 2007

Nem PC, nem Macintosh. O mais completo e sofisticado hardware de armazenamento e processamento de informação ainda é o cérebro humano. Muito antes da fabricação do primeiro chip, há pelo menos 90 mil anos, a natureza desenvolveu esse "supercomputador" que ao longo do tempo permitiu feitos que vão desde a invenção da roda até as viagens espaciais. E, entre tantos avanços, o cérebro humano vem dando ênfase especial nos últimos anos a desvendar seus próprios segredos, com a ajuda da neurociência, um conjunto de ciências interdisciplinares que estuda o sistema nervoso central essencialmente a partir de sua anatomia e fisiologia.
Criada em 1970, a neurociência nasceu da constatação de que a complexidade do cérebro humano exigia abordagens de diferentes áreas de conhecimento. A integração de idéias, conceitos e descobertas da psiquiatria, neurologia, biologia, biologia molecular, fisiologia e bioquímica, entre outras áreas, leva a um melhor entendimento das bases anatômicas e físico-químicas de várias facetas do comportamento humano, atribuídos até então a esferas imateriais da mente. Permite saber também como se manifestam as diversas patologias, localizar com exatidão lesões anatômicas e curá-las, relacionar áreas do cérebro a funções, e compreender melhor o efeito das drogas sobre nós.
A gama de linhas de pesquisas da neurociência é bem ampla, indo de estudos clínicos para cura de doenças até aplicação de princípios de funciona mento do cérebro no cotidiano, no trabalho e no rel humano.
A neurociência abre caminho também para tornar realidade cenas de filmes de ficção científica, como o implante de circuitos híbridos de semicondutores de silício e células, os chamados neurochips, a neuroprotética e a interface entre o cérebro e o computador. Desenvolvidas ainda em escala experimental em diferentes laboratórios, as novidades criam perspectivas de estudos de doenças neurológicas e redes neurais, a reparação de partes do sistema nervoso central e a recuperação da capacidade motora. Também aponta a possibilidade futura de criar microcomputador com capacidade de auto-adaptação e raciocínio semelhantes aos do cérebro humano.
No topo das pesquisas da interface computador-cérebro, ou interface cérebro-máquina, encontra-se o neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, professor de neurobiologia da Duke University, nos Estados Unidos, que ganhou notoriedade internacional ao publicar experiências de interface entre cérebros de roedores e primatas com dispositivo mecânicos extracorpóreos. A mais famosa delas tem reprodução dos movimentos de uma macaca em tempo real por um robô em local remoto a partir de microfios e eletrodos ligados a seu córtex cerebral.
À medida que ela movia o joystick de uma espécie de videogame que a recompensava com gotas de suco de frutas, seus movimentos eram transmitidos para o robô.
No Brasil, o neurocientista é também coordenador do Instituto Internacional de Neurociências de Natal, que abriga, entre outras pesquisas, o estudo realizado em parceria com o Hospital Sírio-Libanês, de São Paulo, sobre a relação entre as fases do sono com a memória, O responsável pelo projeto, o diretor de pesquisas do instituto, Sidarta Ribeiro, diz já ter constatado que na primeira fase do sono, chamado de fase das ondas lentas e caracterizada pela ausência de sonhos, ocorre uma reverberação dos eventos registrados durante a vigília, para que em seguida, na fase REM (movimento rápido dos olhos, na sigla em inglês), quando ocorrem os sonhos, eles sejam fixados na memória permanente. Por n de testes, conduzidos entre um grupo de alunos da rede pública de Natal, Sidarta concluiu que o aprendizado ideal é aquele praticado pouco antes do sono, e que a realização de muitas atividades entre as aulas e a hora de dormir podem prejudicar a assimilação do conteúdo ensinado.
O País também já conta com um projeto de ponta no mapeamento do cérebro, o programa Cooperação Interinstitucional de Apoio à Pesquisa sobre o Cérebro (CinAPCe). Com operação plena prevista a partir do início de 2007, esperam-se do CinAPCe avanços no estudo do cérebro comparáveis aos do projeto Cenoma na área de mapeamento genético.
A literatura internacional sobre neurociência inclui ainda a valiosa contribuição de outro cientista brasileiro, Jorge Moll, que publicou recentemente um trabalho sobre o estudo por ressonância magnética dos efeitos da caridade no sistema mesolímbico de recompensa, o mesmo responsável pelas sensações de prazer durante atividades como alimentação e sexo.

Plasticidade
Impulsionada nos anos 1990, a chamada década do cérebro, a neurociência trouxe à tona a esperança de se tratarem patologias que sempre atormentaram o ser humano e o conhecimento da grande plasticidade das redes neurais, de interligação entre os neurônios, que se modificam à medida que o indíviduo tem de se adaptar ao meio ambiente.
Ao perder um membro, por exemplo, o paciente mantém a sensação de ainda possuí-lo por algum tempo porque as redes neurais responsáveis por seus movimentos não se desfazem imediatamente, explica Steve Rehen, professor do departamento de anatomia de Universidade Federal do Rio de Janeiro e presidente da Sociedade Brasileira de Neurociência e Comportamento (SBNeC). Mas, depois, o cérebro passa a recrutar essas mesmas áreas que se tornaram ociosas para acomodar redes que aumentam a capacidade de outros membros ou órgãos para compensar a perda. É o que acontece por exemplo quando pessoas sem os braços adquirem habilidades extraordinárias de manipular objetos com os pés, lembra Rehen.
A capacidade de o cérebro se recuperar tem se mostrado maior do que se pensava também em relação à renovação dos neurônios, em alguns pontos específicos. Como observa Rehen, hoje já se sabe que pode ocorrer renovação de células do hipocampo, área do cérebro responsável pela codificação da memória, e do bulbo olfativo, que funciona na identificação de odores.
Segundo Rehen, há a perspectiva de que áreas não-recuperáveis do cérebro no futuro também possam ser repostas com o uso de células-tronco. Experiências nesse sentido já foram feitas com sucesso em ratos —foram reproduzidos neurônios da substância negra do cérebro, que produz a dopa mina, o neurotransmissor essencial para o processamento dos movimentos e cuja deficiência acarreta o mal de Parkinson. Para seres humanos, no entanto, ainda não há perspectiva de uso dessa técnica; ela ainda precisa ser bastante aprimorada porque oferece elevado risco de desenvolvimento de tumores.

Pés no chão
Para Edson Amaro, neurorradiologista e pesquisador do instituto do cérebro do Hospital Albert Einstein, embora a neurociência já tenha produzido estudos promissores, ainda é preciso ter os pés no chão quanto à aplicação clínica dessas descobertas. Ele faz um alerta de que o cérebro não pode ser tratado como um simples mosaico, onde poderiam ser localizadas áreas responsáveis, por exemplo, pelo amor ou pelo ato de mentir.
As imagens obtidas por ressonância magnética, que a partir de alterações decores detectam áreas mais ou menos ativas de acordo com a função exercida pelo cérebro, são resultado de um cálculo estatístico, explica Amaro. Portanto não se pode dizer com total certeza que essa ou aquela região seja responsável de modo estanque por determinadas funções.
O que as pesquisas radiológicas seguramente já permitem é verificar mudanças no cérebro durante atividades como movimentos dos membros, audição e visão, em partes e detalhes antes acessíveis apenas por meio da análise post mortem. Entre as inovações a partir de meios como a ressonância magnética molecular, por exemplo, Amaro aponta a localização precisa de tumores, com melhor entendimento de sua evolução e o acompanhamento detalhado da quimioterapia, evitando-se prejuízo a neurônios próximos à área visada. Como a tecnologia propicia também verificar a quantidade de dopamina produzida pelo cérebro, segundo Amaro, em cerca de dez anos, poderá haver condições de aplicá-la rotineiramente também contra o mal de Parkinson e a esquizofrenia.
Amaro não arrisca nenhum prognóstico para a aplicação da tecnologia de imagens no campo da psicologia, nem considera viável pensar por enquanto em seu uso no lugar de terapias cognitivas. Como ele explica, fatores ligados a comportamento, como a emoção, são conduzidos pela formação de redes de sinapses neurais que são diferentes de indivíduo para indivíduo, moldadas de acordo com a experiência, com o meio ambiente e o momento vivido. "Uma pessoa pode ativar áreas diferentes ao realizar o mesmo cálculo matemático mais de uma vez", exemplifica.
Já Suzana Herculano-Houzel, neurocientista e professora adjunta do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal do Rio de Janeiro, diz que as variações existentes nos cérebros de cada indivíduo não são uma barreira para a compreensão do comportamento humano a partir da estrutura do cérebro. Ao contrário, tais diferenças e seu confronto com os pontos em comum são importante fonte de dados no mapeamento das reações humanas no sistema nervoso central. Com essa perspectiva, os estudos de neurociência podem ajudar a entender melhor funções das mais complexas, e tidas como campo de estudo exclusivo da filosofia, como o julgamento moral, ou mesmo de cisões financeiras.
Para Suzana, a ciência já desmistificou o cérebro como um órgão que sempre encerrará mistérios quanto a seu funcionamento. "O cérebro era um mistério há 150 anos. Não sabemos tudo ainda porque cada resposta que encontramos abre mais dez novas perguntas. Mas saberemos", observa.
Suzana está para publicar um livro sobre como as pesquisas de neurociência podem ajudar a se atingir o bem-estar no dia-a-dia. Entre os assuntos abordados está o estresse, com informações sobre os efeitos positivos dos exercícios físicos no combate a esse mal típico da modernidade. A prática dessas atividades, observa ela, ajuda a repor neurônios destruídos pela liberação excessiva do cortisol, principal hormônio que regula o sistema imunológico, causada por situações duradouras de estresse.
Não há ainda consenso sobre até onde a neurociência poderá avançar e em que terrenos conseguirá entrar. O ponto pacífico é que quanto mais se desvenda o cérebro, mais dúvidas surgem. O que não impede que as pesquisas continuem e que os meandros do mais complexo dos órgãos do corpo humano sejam invadidos mais e mais pela sua própria incessante sede de conhecimento.

O "Projeto Genoma" do cérebro
A partir do início de 2007 o Brasil vai ingressar na pesquisa de ponta do mapeamento do cérebro com o início das operações do programa CinAPCe (Cooperação Interinstitucional de Apoio à Pesquisa sobre o Cérebro). O nome é alusivo à palavra sinapse, o ponto de união entre os neurônios, não apenas pela homofonia, mas pela integração e potencializarão da capacidade pensante de estudiosos de sete instituições de ensino e pesquisa, com equipamentos de radiologia de última geração e interligação via internet 2. O projeto envolve o Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa ( vinculado às seguintes instituições: Hospital Albert de São Paulo, Faculdade de Ciências Médicas da Unicamp, Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (FMUSP), Faculdade de Medicina da USP em Ribeirão Preto (FMRP), Faculdade de Medicina da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) e Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC USP), com o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).
Ao todo, a efetivação do CinAPCe de mandará investimentos de US$ 8 milhões a US$ 10 milhões, com a instalação de quatro máquinas de ressonância magnética molecular no Hospital Albert na USP, na Unicamp e na FMRR Os equipamentos tem força de campo magnético de 3,0 Tesla, ante os 1,5 Tesla das máquinas de ressonância magnética mais modernas disponíveis atualmente. Com isso, serão obtidas imagens com o dobro de resolução das conseguidas até agora.
Segundo o geneticista Carlos Alberto Moreira Filho, superintendente do IIEP, o aprimoramento de detalhes permitirá a análise espectroscópica de substâncias bioquímicas do cérebro, assim como a detecção e o tratamento de anomalias inacessíveis pelos meios atuais. Poderão ser identificados por exemplo pólipos e nódulos potencialmente evolutivos para tumores malignos, com maiores ganhos de possibilidade de cura. Para a neurociência, os novos equipamentos poderão trazer também avanços no entendimento dos mecanismos moleculares de doenças de generativas e das funções do cérebro.
Os pesquisadores ligados ao CinAPCe vão concentrar-se inicialmente na compreensão das anomalias de impulsos elétricos causadores da epilepsia, de forma a não só contribuírem para o tratamento da doença, mas também obter um modelo comum aplicável a outros estudos do cérebro. Paralelamente ao mapeamento genético, o diretor do IIEP diz que as pesquisas conjuntas sobre epilepsia serão comparáveis ao Projeto Genoma-Xylella —conduzido pela Unifesp com apoio da Fapesp — o maior projeto científico na área biológica já feito no país, para o sequenciamento genético da Xylela fastidiosa, bactéria causadora do amarelinho ou CVC (clorose variegada dos citros), principal praga da citricultura paulista.