Cérebro de animal é controlado com laser

O complexo aparato necessário para controlar o cérebro do verme, que fica em cima do "palco" (stage).
[Imagem: Kocabas et al./Nature]

Luz no cérebro

Usando lasers de alta precisão, cientistas manipularam os neurônios do cérebro de vermes e conseguiram assumir o controle do seu comportamento.

Os pesquisadores foram capazes de assumir o controle do cérebro do animal, instruindo-o a mudar de direção e até mesmo implantaram informações sensoriais falsas, enganando o animal, fazendo-o pensar que havia alimento nas proximidades.

Longe de ser o roteiro de um filme de classe B, o experimento está ajudando os cientistas a entenderem como os sinais fornecidos ao cérebro pelos sentidos se transformam em comportamento.

Compreensão do sistema nervoso

O experimento não é diretamente transferível para humanos, já que o verme utilizado - o Caenorhabditis Elegans - tem apenas 32 neurônios cerebrais, e ele precisou ser geneticamente modificado para que seus neurônios respondessem à luz.

Mas os cientistas afirmam que isso é importante para entendermos como o sistema nervoso realmente funciona, incluindo sistemas nervosos mais complexos.

"Se pudermos entender sistemas nervosos simples, a ponto de controlá-los completamente, então pode haver uma possibilidade de que possamos obter uma compreensão abrangente de sistemas mais complexos," disse Sharad Ramanathan, da Universidade de Harvard (EUA).

A maioria dos experimentos desse tipo até agora era feita de forma destrutiva, ou seja, os neurônios do animal eram destruídos para verificar seus efeitos.

Com o uso de lasers, pela primeira vez os cientistas estão sendo capazes de disparar os neurônios para ver no que resultam, em vez de destruí-los para ver no que fazem falta.

Ativando um neurônio de cada vez

"O objetivo é ativar apenas um neurônio", explicou o pesquisador. "Isso é um desafio, porque o animal está em movimento e os neurônios estão muito juntos. Então, o desafio é capturar uma imagem do animal, processar a imagem, identificar o neurônio, rastrear o animal, posicionar o laser e dispará-lo em um neurônio específico - e fazer tudo em 20 milissegundos, ou cerca de 50 vezes por segundo."

Coube a Kocabas Askin, membro da equipe, encontrar formas de superar estes desafios.

Ele criou uma mesa móvel que mantém o verme centralizado, abaixo da câmera e do laser. A parte mais importante, porém, está em um programa de computador e em um hardware especializado para controlar tanto a câmera quanto o laser.

Segundo eles, quando conseguirem aprimorar seu equipamento para que ele tenha um tempo de acionamento dos neurônios de apenas 1 milissegundo, será possível controlar todo o comportamento do animal, fazendo um mapa completo do funcionamento do seu cérebro e controlando todo o seu comportamento.