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COMO O CÉREBRO SE DOBRA

COMO O CÉREBRO SE DOBRA

Mauro Cunha Xavier Pinto

Edição Vol. 2, N. 14, 06 de Julho de 2015

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2015.07.06.003

Pesquisadores brasileiros desenvolveram um novo modelo matemático para explicar como se formam as dobras do córtex cerebral de mamíferos.

O córtex cerebral é uma região rica em neurônios, a qual é responsável por processos sofisticados como a atenção, consciência, percepção e memória. Ao longo de milhões de anos, o cérebro de mamíferos se desenvolveu para realizar funções cada vez mais complexas, e com isso, a organização do córtex no crânio também mudou. O resultado deste processo evolutivo é que quanto maior o cérebro do mamífero, maior o número de dobras (sulcos e giros) no córtex do animal. A questão é: por que isto acontece?

Durante muito tempo acreditou-se que o aumento no número de dobras estava simplesmente relacionado ao aumento da massa cerebral ao longo do processo evolutivo, ou seja, quanto maior o cérebro (ou maior número de neurônios) maior seria o número de sulcos e giros (dobras). No entanto, alguns casos desafiavam esta teoria, como o caso de suínos e bovinos que apresentam um número maior de giros no córtex quando comparados a alguns primatas, mesmo apresentando um número similar de neurônios corticais.

Agora, um novo estudo publicado na Science, uma das mais prestigiadas revistas de publicações cientificas do mundo, vem para quebrar este paradigma e apresentar uma solução mais elegante ao problema. Este trabalho, que mistura física e neurociência, é fruto da colaboração entre os pesquisadores brasileiros Bruno Mota e Suzana Herculano-Houzel da Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Através de uma sofisticada análise estatística os pesquisadores criaram uma simples equação matemática capaz de explicar as dobras no córtex de mamíferos. Eles descobriram que o índice de dobras no córtex cerebral (que é a razão entre a área total sobre a área exposta do córtex) está relacionado não só à área, mas também à espessura cortical (Figura 1). A nova fórmula matemática postula que a área exposta (sem dobras) é proporcional à área total da superfície do córtex vezes à raiz quadrada da espessura. Na prática, quanto maior a área total do córtex mais dobras ele tem, porém quanto mais espesso o córtex menor o número de dobras. Este novo modelo também demonstra que os giros cerebrais não dependem do número de neurônios corticais.

cerebro

Figura 1: Diferentes espécies de mamíferos apresentam diversos padrões de giros e sulcos (dobras) no córtex. O córtex cerebral se dobra como bolinhas de papel. Quanto maior a área do papel, maior o número de dobras na bolinha e quanto maior a espessura do papel, menor o número de dobras (Figura adaptada de Science, Vol. 349 no. 6243 pp. 74-77, 2015).

Para entender esta descoberta imagine duas folhas de papel de mesmo tamanho, uma escrita até a metade e a outra escrita por inteiro. A folha de papel representa a superfície do córtex e as letras das palavras os neurônios. Agora, amasse a folha de papel até virar uma bolinha. O número de dobras na superfície da bolinha de papel depende da superfície da folha e não das palavras escritas nela.

O mais interessante é que este novo modelo não só é capaz de explicar o formato dos giros em diferentes espécies de mamíferos (incluindo seres humanos), bem como é capaz de explicar as diferenças encontradas em membros da mesma espécie e até mesmo em um mesmo indivíduo. Os pesquisadores explicam que estas dobras que formam os giros e sulcos no córtex ocorrem devido às diferentes pressões sofridas pelo córtex dentro do crânio durante o seu desenvolvimento. O formato final é aquele que apresenta a menor energia livre, ou seja, é a forma fisicamente mais estável.

Referência

Mota B, Herculano-Houzel S. Cortical folding scales universally with surface area and thickness, not number of neurons. Science. 2015 Jul 3;349(6243):74-7.

Striedter GF, Srinivasan S. Knowing when to fold them. Science. 2015 Jul 3;349(6243):31-2.

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  • 2
  1. Maria Cavalcante disse:

    Aproximando-me dos 78 anos de idade, com formação acadêmica tardia, tenho sede de descobertas, e aos poucos vou tomando conhecimento de assuntos que gostaria de poder avançar. Tenho contato com familiares na área de saúde e estou assistindo indiretamente pessoas acometidas de patologias diversas, e com isso cada dia meu interesse se aguça por tudo que se refere à atualização do que a evolução científica e estudiosos vão avançando.
    Nesta manhã de sábado, deparando-me com assunto referido, vou despertada por mais interesses no que concerne a vida e sua preservação, com os suportes dos estudiosos e dedicados pesquisadores.
    Desejando sucesso, Maria

    18/julho/2015 ás 10:50
  2. Obrigado Maria,
    é com grande satisfação que recebemos sua declaração e que nosso objetivo maior é promover a ciência e a educação para todos, de forma gratuita, mesmo contra a vontade muitos poderosos que tentam nos abater. É graças a pessoas como você que nosso trabalho continua.
    Obrigado
    Prof. Rodrigo Resende

    17/agosto/2015 ás 17:42

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