Os cérebros dos pássaros canoros regeneram-se, mas isso tem um custo inesperado.

O cérebro humano deixa de produzir a maioria dos novos neurónios antes do nascimento, apesar de outros órgãos do corpo se renovarem continuamente.

A pele substitui-se em poucas semanas, o fígado consegue regenerar-se a partir de uma pequena porção e até o coração troca células ao longo das décadas.

Já o cérebro, em contraste, funciona com o “hardware” com que veio: quando essas células morrem, desaparecem de forma definitiva.

O que torna este facto ainda mais curioso é que grande parte do reino animal não partilha esta limitação. Canários, peixes-dourados, lagartos e tentilhões-zebra continuam a gerar neurónios novos durante toda a vida.

Uma equipa de investigação da Universidade de Boston, a trabalhar com um dos melhores “geradores” naturais de neurónios, pode agora ter percebido por que razão os nossos cérebros se comportam de forma tão diferente.

Os mamíferos perderam a regeneração cerebral

A evolução tende a conservar características úteis, o que torna realmente intrigante a perda de neurogénese nos mamíferos. Durante anos, a explicação dominante foi essencialmente estrutural.

À medida que se desenvolvem, os neurónios jovens deslocam-se através do cérebro. Para isso, seguem trajectos conhecidos como andaimes gliais (glia scaffolds). Esses andaimes funcionam como estradas que orientam o seu movimento.

Nos humanos, a maioria desses andaimes desaparece pouco depois do nascimento. Por isso, os cientistas defendiam que os neurónios novos já não teriam “caminhos” por onde circular.

Só que esta explicação sempre pareceu insuficiente - e deixava no ar uma questão ainda mais provocadora. Mesmo que essas auto-estradas biológicas pudessem, de algum modo, ser reconstruídas, será que o cérebro adulto beneficiaria realmente do “tráfego” que elas transportariam?

A neurogénese no tentilhão-zebra: observar neurónios a crescer

A equipa de Benjamin Scott, na Universidade de Boston, estudou o tentilhão-zebra para compreender a neurogénese. Esta ave de pequeno porte consegue aprender canções e, mesmo na idade adulta, continua a produzir neurónios novos.

Para analisar o processo com grande detalhe, recorreu a conectómica baseada em microscopia electrónica, obtendo imagens muito pormenorizadas das células cerebrais e acompanhando de perto o que acontecia.

As ambições iniciais eram contidas. “A nossa primeira esperança era simplesmente dizer: como é que isto se apresenta num nível de detalhe que antes não conseguíamos ver?”, afirma Scott.

Mas o que o microscópio acabou por revelar - em resultados publicados na Current Biology - estava longe da delicada coreografia celular que, durante muito tempo, a área tinha imaginado.

Neurónios novos avançam a “bulldozer” pelo tecido

Em vez de se deslocarem cuidadosamente contornando estruturas já existentes no cérebro, os neurónios novos seguiram por um trajecto directo. Avançaram a direito pelo tecido. Enquanto se moviam, alteravam e comprimiam as células à sua volta.

As células maduras no seu caminho eram empurradas, apertadas e perturbadas, numa aparente indiferença em relação à cablagem que já estava estabelecida.

“Descobrimos que, nas aves canoras, os neurónios novos no cérebro adulto comportam-se como exploradores a abrir caminho numa selva densa”, disse Scott.

No artigo, os investigadores assinalaram também um paralelo menos tranquilizador: este comportamento de “escavação” lembra de forma marcante a maneira como certas células cancerígenas metastáticas se deslocam através do tecido.

Por outras palavras, estes neurónios jovens viajam provocando perturbação, em vez de a evitarem. Esta observação recoloca o enigma inicial de uma forma importante.

A pergunta deixa de ser apenas por que motivo os mamíferos perderam a capacidade de gerar neurónios novos na idade adulta, passando a ser o que, exactamente, ganhámos ao abdicar dela.

As memórias exigem ligações estáveis

Pense no que o seu cérebro armazena. As memórias não são como ficheiros num computador. São padrões de ligações entre neurónios.

O som da voz de alguém de quem gostamos ou uma competência simples, como atar atacadores, existe nessas ligações.

Se neurónios novos entram neste sistema, podem desorganizar esses padrões. Podem alterar a forma como as células se ligam entre si. Isso pode afectar memórias armazenadas.

Assim, a evolução pode ter feito uma escolha: poderá ter limitado o crescimento de novos neurónios para preservar memórias já consolidadas. Esta é uma das hipóteses sugeridas por Scott.

“Este comportamento potencialmente perturbador pode ajudar a explicar por que razão os humanos e outros mamíferos têm uma capacidade limitada de regenerar tecido cerebral na idade adulta, deixando-nos mais vulneráveis a perturbações neurodegenerativas como a doença de Alzheimer”, observou Scott.

Em termos simples, a mesma estabilidade que protege as nossas memórias pode também dificultar a capacidade de o cérebro se reparar.

Reparação sem os antigos “andaimes” gliais

Há, no entanto, outra forma de interpretar estes resultados - e ela traz esperança para a reparação cerebral.

Durante muito tempo, acreditou-se que os andaimes gliais eram essenciais para permitir a deslocação de neurónios novos. No tentilhão-zebra, porém, isso não foi o que se observou.

“A nossa descoberta desta ‘escavação’ mostra como as células se podem deslocar sem andaimes gliais”, disse Scott.

“A maioria dos andaimes gliais perde-se nos humanos após o nascimento, e considerava-se que esta perda era um obstáculo à neurogénese no cérebro adulto.”

“Contudo, o nosso trabalho mostra que os neurónios novos na ave não precisam deste andaime glial. Isto é entusiasmante, porque significa que a reparação cerebral pode não exigir andaimes gliais especializados.”

Isto muda a forma como os cientistas pensam sobre tratamentos. Sugere que o cérebro pode não precisar desses trajectos para conseguir formar células novas. E isso pode abrir novas vias para desenvolver terapias que ajudem o cérebro humano a reparar-se.

Cérebro de aves a orientar a investigação humana

A equipa de Scott está agora a estudar o que acontece no interior destes neurónios enquanto se deslocam. Para isso, está a utilizar uma abordagem chamada sequenciação de RNA de célula única, para identificar quais os genes que estão activos durante a viagem.

“Queremos saber com que outras células eles estão a comunicar à medida que se movem e de que forma estão a falar com essas diferentes células”, disse Scott.

Este passo é relevante para futuros tratamentos: não basta simplesmente criar neurónios novos. Também será necessário orientá-los.

Os neurónios precisam de saber para onde ir, quando parar e como estabelecer ligações sem perturbar estruturas já existentes.

“Temos muito em comum com os nossos parentes animais neste planeta”, disse Scott. À primeira vista, isto pode soar simples, mas aqui tem um significado mais profundo.

Uma ave pequena como o tentilhão-zebra pode guardar respostas a perguntas que fazemos há anos sobre o cérebro humano. Ao estudá-la ao pormenor, os cientistas poderão encontrar maneiras de proteger e reparar os nossos próprios cérebros.