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Introdução
A Arquitetura do Neurônio
Nascimento
Migração
Diferenciação
Morte
Esperança Através de Pesquisa
Introdução
Até recentemente, a maioria dos neurocientistas pensei que nós nascemos com todos os neurônios que nós nunca vou ter. Como crianças, podemos produzir alguns novos neurônios para ajudar a construir caminhos-chamados circuitos neurais-que atuam como auto-estradas da informação entre diferentes áreas do cérebro. Mas os cientistas acreditavam que uma vez que um circuito neural estivesse no lugar, adicionar quaisquer novos neurônios iria interromper o fluxo de informação e desativar o sistema de comunicação do cérebro.
em 1962, o cientista Joseph Altman desafiou esta crença quando ele viu evidências de neurogênese (o nascimento de neurônios) em uma região do cérebro de rato adulto chamada hipocampo. Mais tarde, ele relatou que neurônios recém-nascidos migraram de seu local de nascimento no hipocampo para outras partes do cérebro. Em 1979, outro cientista, Michael Kaplan, confirmou as descobertas de Altman no cérebro de rato, e em 1983 ele encontrou células precursoras neurais no cérebro dianteiro de um macaco adulto.
estas descobertas sobre neurogênese no cérebro adulto foram surpreendentes para outros pesquisadores que não achavam que poderiam ser verdade em humanos. Mas no início da década de 1980, um cientista tentando entender como as aves aprendem a cantar sugeriu que os neurocientistas olham novamente para a neurogênese no cérebro adulto e começam a ver como isso pode fazer sentido. Em uma série de experimentos, Fernando Nottebohm e sua equipe de pesquisa mostraram que o número de neurônios nas forebrains das Canárias masculinas aumentou dramaticamente durante a época de acasalamento. Esta foi a mesma época em que os pássaros tiveram que aprender novas canções para atrair as fêmeas.Por que esses cérebros de aves adicionaram neurônios em um momento tão crítico na aprendizagem? Nottebohm acreditava que era porque neurônios frescos ajudaram a armazenar novos padrões de música dentro dos circuitos neurais do cérebro dianteiro, a área do cérebro que controla comportamentos complexos. Estes novos neurônios tornaram a aprendizagem possível. Se as aves fizeram novos neurônios para ajudá-los a se lembrar e aprender, Nottebohm pensou que os cérebros de mamíferos também poderiam.Outros cientistas acreditavam que estes achados não poderiam ser aplicados aos mamíferos, mas Elizabeth Gould mais tarde encontrou evidências de neurônios recém-nascidos em uma área distinta do cérebro em macacos, e Fred Gage e Peter Eriksson mostraram que o cérebro humano adulto produziu novos neurônios em uma área similar.
para alguns neurocientistas, a neurogênese no cérebro adulto ainda é uma teoria não comprovada. Mas outros pensam que a evidência oferece possibilidades intrigantes sobre o papel dos neurônios gerados pelos adultos na aprendizagem e na memória.
A Arquitetura do Neurônio
O sistema nervoso central (que inclui o cérebro e a medula espinhal) é composto de dois tipos básicos de células: os neurônios (1) e glia (4) & (6). Glia supera o número de neurônios em algumas partes do cérebro, mas os neurônios são os principais jogadores no cérebro.
os neurónios são mensageiros de informação. Eles usam impulsos elétricos e sinais químicos para transmitir informações entre diferentes áreas do cérebro, e entre o cérebro e o resto do sistema nervoso. Tudo o que pensamos, sentimos e fazemos seria impossível sem o trabalho de neurônios e suas células de suporte, as células gliais chamadas astrocitos (4) e oligodendrocitos (6).
os neurónios têm três partes básicas: um corpo celular e duas extensões chamadas axon (5) e dendrite (3). Dentro do corpo celular está um núcleo (2), que controla as atividades da célula e contém o material genético da célula. O axon parece uma longa cauda e transmite mensagens do telemóvel. Os dendritos se parecem com os ramos de uma árvore e recebem mensagens para a célula. Os neurônios se comunicam uns com os outros enviando químicos, chamados neurotransmissores, através de um espaço minúsculo, chamado Sinapse, entre os axônios e dendrites dos neurônios adjacentes.
existem três classes de neurónios:
- os neurônios sensoriais transportam informações dos órgãos sensoriais (como os olhos e ouvidos) para o cérebro.
- os neurónios motores controlam a actividade muscular voluntária, tais como falar e transportar mensagens das células nervosas do cérebro para os músculos.Todos os outros neurônios são chamados interneurões.
os cientistas pensam que os neurónios são o tipo de célula mais diversificado do corpo. Dentro destas três classes de neurônios estão centenas de tipos diferentes, cada um com habilidades específicas de transporte de mensagens.
como esses neurônios se comunicam uns com os outros fazendo conexões é o que torna cada um de nós único em como pensamos, sentimos e agimos.
Birth
the extent to which new neurons are generated in the brain is a controversial subject among neuroscientists. Embora a maioria dos neurônios já estejam presentes em nossos cérebros quando nascemos, há evidências que sustentam que a neurogênese (a palavra científica para o nascimento de neurônios) é um processo ao longo da vida.
os neurônios nascem em áreas do cérebro que são ricas em concentrações de células precursoras neurais (também chamadas células estaminais neurais). Estas células têm o potencial de gerar a maioria, se não todos, dos diferentes tipos de neurônios e glia encontrados no cérebro.Neurocientistas observaram como as células precursoras neurais se comportam em laboratório. Embora isto possa não ser exatamente como essas células se comportam quando elas estão no cérebro, ele nos dá informações sobre como elas podem estar se comportando quando elas estão no ambiente do cérebro.
A ciência das células-tronco ainda é muito novo, e pode mudar com mais descobertas, mas os pesquisadores aprenderam o suficiente para ser capaz de descrever como células-tronco neurais gerar outras células do cérebro. Eles chamam-lhe a linhagem de uma célula-tronco e é similar em princípio a uma árvore genealógica.
as células estaminais neurais aumentam dividindo-se em duas e produzindo duas novas células estaminais, ou duas primeiras células progenitoras, ou uma de cada.
quando uma célula-tronco se divide para produzir outra célula-tronco, diz-se que se auto-renova. Esta nova célula tem o potencial de produzir mais células estaminais.
quando uma célula estaminal se divide para produzir uma célula progenitora precoce, diz-se que se distingue. A diferenciação significa que a nova célula é mais especializada em forma e função. Uma célula progenitora precoce não tem o potencial de uma célula-tronco para fazer muitos tipos diferentes de células. Ele só pode fazer células em sua linhagem particular.
as células progenitoras primitivas podem auto-renovar-se ou ir de duas maneiras. Um tipo dará origem a astrocitos. O outro tipo acabará por produzir neurônios ou oligodendrocitos.
migração
uma vez que um neurônio nasce, ele tem que viajar para o lugar no cérebro onde fará seu trabalho.Como é que um neurónio sabe para onde ir? O que o ajuda a chegar lá?
os cientistas observaram que os neurónios utilizam pelo menos dois métodos diferentes para viajar.:Alguns neurônios migram seguindo as fibras longas de células chamadas glia radial. Estas fibras estendem-se das camadas internas para as camadas externas do cérebro. Os neurónios deslizam ao longo das fibras até chegarem ao seu destino.
diferenciação
uma vez que um neurônio chega ao seu destino, ele tem que se instalar para trabalhar. Este passo final de diferenciação é a parte menos bem compreendida da neurogênese.
os neurónios são responsáveis pelo transporte e captação de neurotransmissores – produtos químicos que transmitem informação entre as células cerebrais.Dependendo da sua localização, um neurônio pode executar o trabalho de um neurônio sensorial, um neurônio motor, ou um interneuron, enviando e recebendo neurotransmissores específicos.
no cérebro Em desenvolvimento, um neurônio depende de sinais moleculares a partir de outras células, tais como os astrócitos, para determinar sua forma e localização, o tipo de transmissor produz, e que outros neurônios, ele vai ligar. Estas células recém-nascidas estabelecem circuitos neurais – ou vias de informação ligando o neurônio ao neurônio-que estarão no lugar durante a idade adulta.
mas no cérebro adulto, os circuitos neurais já estão desenvolvidos e os neurônios devem encontrar uma maneira de se encaixar. À medida que um novo neurônio se instala, ele começa a se parecer com as células circundantes. Desenvolve um axon e dendrites e começa a se comunicar com seus vizinhos.
morte
embora os neurónios sejam as células vivas mais longas do corpo, um grande número deles morre durante a migração e diferenciação.
a vida de alguns neurônios pode tomar voltas anormais. Algumas doenças do cérebro são o resultado da morte não natural dos neurônios.
– na doença de Parkinson, os neurónios que produzem o neurotransmissor dopamina morrem nos gânglios basais, uma área do cérebro que controla os movimentos do corpo. Isso causa dificuldade em iniciar o movimento.
– na doença de Huntington, uma mutação genética causa sobre-produção de um neurotransmissor chamado glutamato, que mata neurônios nos gânglios basais. Como resultado, as pessoas torcem e se contorcem incontrolavelmente.
– na doença de Alzheimer, proteínas incomuns acumulam-se nos neurónios do neocórtex e hipocampo, partes do cérebro que controlam a memória. Quando esses neurônios morrem, as pessoas perdem sua capacidade de lembrar e sua capacidade de fazer tarefas diárias. Danos físicos ao cérebro e outras partes do sistema nervoso central também podem matar ou desativar neurônios.
– golpes no cérebro, ou os danos causados por um acidente vascular cerebral, podem matar os neurônios ou lentamente matá-los de fome do oxigênio e nutrientes que eles precisam para sobreviver.
– lesão da medula espinhal pode interromper a comunicação entre o cérebro e os músculos quando os neurônios perdem sua conexão com axônios localizados abaixo do local de lesão. Estes neurónios ainda podem viver, mas perdem a capacidade de comunicar.
Esperança Através de Pesquisa
os Cientistas esperam que, ao compreender mais sobre a vida e a morte de neurônios podem desenvolver novos tratamentos, e, possivelmente, até mesmo curas para doenças do cérebro e distúrbios que afetam a vida de milhões de Americanos.
a pesquisa mais atual sugere que as células estaminais neurais podem gerar muitos, se não todos, dos diferentes tipos de neurônios encontrados no cérebro e no sistema nervoso. Aprender a manipular estas células estaminais no laboratório em tipos específicos de neurónios pode produzir um novo fornecimento de células cerebrais para substituir as que morreram ou foram danificadas.
terapias também podem ser criadas para tirar proveito de fatores de crescimento e outros mecanismos de sinalização dentro do cérebro que dizem as células precursoras para fazer novos neurônios. Isso tornaria possível reparar, remodelar e renovar o cérebro a partir de dentro.Box 5801
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