Imagens do cérebro atingem resolução sem precedentes

Este é um exemplo do que a nova ferramenta permite captar, superando todos os atlas cerebrais feitos até agora.
[Imagem: Juhyuk Park et al. - 10.1126/science.adh9979]

Cérebro com resolução molecular

Imagens detalhadas das arquiteturas anatômicas e moleculares das células cerebrais, e a conectividade entre elas, são cruciais para a compreensão da função cerebral humana e do impacto das lesões e doenças cerebrais, sobretudo as neurodegenerativas.

No entanto, as tecnologias atuais de neuroimagem, como a ressonância magnética funcional, carecem da resolução espacial necessária para capturar os intrincados detalhes estruturais, celulares e moleculares do cérebro.

Para solucionar essa deficiência, Juhyuk Park e colegas do MIT (EUA) criaram uma plataforma que permite a captura simultânea da expressão proteica, da morfologia celular, da projeção neural e da distribuição das sinapses em tecidos cerebrais humanos em larga escala.

O sistema garante a preservação da arquitetura celular, ao mesmo tempo que permite capturar imagens e realizar análises detalhadas de grandes amostras de tecido cerebral humano com resolução e velocidade sem precedentes.

Park demonstrou a utilidade do seu aparato processando hemisférios cerebrais humanos inteiros para revelar características patológicas do tecido na doença de Alzheimer.

"Prevemos que esta plataforma tecnológica escalonável irá avançar a nossa compreensão das funções dos órgãos humanos e dos mecanismos das doenças para estimular o desenvolvimento de novas terapias," escreveu a equipe.

Diagrama do funcionamento da nova técnica.
[Imagem: Juhyuk Park et al. - 10.1126/science.adh9979]

Possibilidades inusitadas

A equipe não produziu um mapa ou atlas abrangente de todo o cérebro, no qual cada célula, circuito e proteína seja identificada e analisada. Mas, com imagens hemisféricas completas, eles de fato demonstraram como o conjunto integrado de tecnologias que eles colocaram em sua plataforma permitirá fazer isto e muito mais, incluindo investigações neurocientíficas há muito procuradas, mas que não dispunham de tecnologia disponível até agora.

A demonstração feita agora foi uma "prova de conceito", mostrando numerosos exemplos do que a arquitetura torna possível, incluindo fotografar paisagens abrangentes de milhares de neurônios em regiões inteiras do cérebro, de florestas de células, cada uma com detalhes individuais, e tufos de estruturas subcelulares aninhadas entre moléculas extracelulares.

Os pesquisadores também apresentaram uma rica variedade de comparações analíticas quantitativas focadas em uma região escolhida nos hemisférios com e sem Alzheimer.