Resumo:
A equipe de pesquisa do Allen Institute mapeou as conexões neurais do locus coeruleus (locus coeruleus, também conhecido como "locus coeruleus" por causa de seu pigmento azul escuro) no tronco cerebral de camundongos e descobriu que o comprimento total do axônio de um neurônio atinge 70,32 centímetros, que é o neurônio de camundongo mais longo medido até agora. A pesquisa mostra que esta área, que anteriormente se pensava que transmitia um único sinal para todo o cérebro, na verdade contém grupos de células com vias de projeção e funções distintas. Os resultados foram publicados na revista Nature.
Embora o locus coeruleus ocupe apenas uma pequena porção das células cerebrais, é uma importante fonte de norepinefrina. A norepinefrina está envolvida na regulação da atenção, aprendizagem, estresse ou estados de excitação e também afeta a frequência cardíaca. Os pesquisadores costumavam comparar o locus coeruleus a um “megafone” que transmite uniformemente por todo o cérebro; novas pesquisas sugerem que é mais como uma rede de comunicações que envia sinais diferentes para áreas específicas do cérebro.
A equipe de pesquisa combinou imagens de todo o cérebro, registro de atividade neural, análise genética e experimentos comportamentais para analisar a morfologia, localização de projeção e atividade de neurônios no locus coeruleus de camundongos. A pesquisa incluiu imagens do cérebro inteiro de quase 35.000 neurônios, análise da expressão genética de quase 400.000 células e reconstrução morfológica completa de 132 neurônios do locus coeruleus. Os resultados mostraram que os neurônios dorsais do locus coeruleus se projetam principalmente para o córtex cerebral e prosencéfalo, enquanto os neurônios ventrais conectam principalmente o tronco cerebral e a medula espinhal; essas diferenças anatômicas também correspondem a diferentes características de expressão gênica.
Em uma tarefa de tomada de decisão, os neurônios no locus coeruleus dorsal tornam-se ativos quando os ratos mudam suas escolhas devido a consequências negativas; enquanto a taxa de disparo dos neurônios ventrais aumenta pouco antes de os ratos ignorarem sinais que podem trazer recompensas. Com base nisso, os pesquisadores acreditam que a via de projeção dorsal está relacionada aos sinais de aprendizagem, enquanto a via ventral pode afetar o envolvimento do animal na interação ambiental. No entanto, estas conclusões provêm de experiências com ratos e não podem ser diretamente equivalentes aos efeitos no cérebro humano.
O estudo também descobriu que o comprimento total médio dos axônios dos neurônios no locus coeruleus é de cerca de 34 a 35 centímetros, com o mais longo atingindo 70,32 centímetros. O "comprimento" aqui se refere ao comprimento total de cada ramo do axônio do neurônio após a reconstrução completa, e não a uma fibra nervosa reta e contínua que se estende por 70 cm. Esse neurônio fornece norepinefrina para grandes áreas do córtex cerebral, mas evita o cerebelo, o tronco cerebral e a medula espinhal, demonstrando uma cobertura ampla, mas não indiferenciada, de suas conexões.
O sistema norepinefrina tem sido alvo de medicamentos relacionados à depressão, ansiedade, transtorno de déficit de atenção e hiperatividade e outras doenças, e os neurônios do locus coeruleus também são considerados uma das células danificadas nos estágios iniciais da doença de Alzheimer. A equipe de pesquisa acredita que uma maior compreensão do papel dos diferentes circuitos pode ajudar a regular com mais precisão circuitos neurais específicos no futuro e reduzir os efeitos colaterais em outros circuitos quando afetam uma área do cérebro; no entanto, esta ainda é uma direção básica de pesquisa e nenhum tratamento novo foi testado ainda.
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