Um novo estudo mostra que os esquilos terrestres em hibernação são capazes de alcançar uma rápida recuperação de todo o cérebro quando acordam após sofrerem “danos cerebrais” semelhantes no inverno. Espera-se que esta incrível neuroplasticidade forneça novas ideias para a recuperação humana após um acidente vascular cerebral. Resultados relevantes foram publicados no JNeurosci, um jornal da Sociedade Americana de Neurociências. As descobertas acima confirmam pela primeira vez que as alterações na estrutura neuronal no córtex visual primário dos esquilos durante a hibernação são reversíveis.
Hendrikje Nienborg, autor do artigo e cientista do National Eye Institute dos EUA, disse que estudos anteriores sobre as áreas de processamento de toque do cérebro do esquilo (incluindo o hipocampo, o córtex somatossensorial e o tálamo) sugeriram a existência de mecanismos de neuroplasticidade semelhantes, pelo que a equipa especulou que o mesmo processo de “remodelação” também pode estar a ocorrer nas áreas do cérebro responsáveis pelo processamento da informação visual. Neste experimento, a equipe de pesquisa se concentrou no estado de hibernação (período de hibernação profunda) e no curto período de despertar de 12 a 24 horas para comparar as mudanças na estrutura dos dois tipos de neurônios em diferentes estágios.
Quando um esquilo local entra em hibernação, sua temperatura corporal cai significativamente, sua frequência cardíaca cai para apenas algumas vezes por minuto, seu metabolismo desacelera significativamente, sua respiração é quase imperceptível e sua atividade cerebral torna-se extremamente silenciosa, como se todo o animal tivesse sido colocado em "modo de vôo". De uma perspectiva neurológica, este estado é semelhante ao cérebro de pacientes humanos com acidente vascular cerebral, onde as células cerebrais recebem suprimentos significativamente reduzidos de oxigênio e nutrientes, mas a principal diferença é que as células cerebrais dos esquilos são capazes de retomar a função normal após o término da hibernação. Os pesquisadores acreditam que a compreensão de como os esquilos "ressuscitam com sangue total" da baixa temperatura prolongada e do baixo suprimento de oxigênio deverá fornecer pistas importantes para a recuperação humana após doenças de danos neuronais, como o acidente vascular cerebral, e promover a exploração do objetivo do "Santo Graal" de "usar os próprios mecanismos do corpo para reparar neurônios danificados" na pesquisa do acidente vascular cerebral.
Em experimentos específicos, os cientistas dissecaram os cérebros de esquilos terrestres em hibernação e observaram as diferentes respostas de dois tipos de neurônios durante a hibernação profunda e o intervalo de despertar. Verificou-se que um tipo de neurônios sofreu mudanças estruturais significativas durante a hibernação profunda, e que essas mudanças retornaram em grande parte ao estado de pré-hibernação cerca de 90 minutos depois que os esquilos foram acordados. Ainda mais surpreendente é que, quando os investigadores reavaliaram seis meses mais tarde, era quase impossível dizer, a partir da estrutura neuronal, que o esquilo alguma vez tinha hibernado. Pesquisas anteriores também descobriram que os esquilos em hibernação aumentaram significativamente os níveis de ligação da “pequena proteína de modificação semelhante à ubiquitina” (SUMO). Este processo é chamado SUMOilação e acredita-se que proteja as células cerebrais contra danos.
“Já sabemos que estas mudanças estruturais afectam a forma como os neurónios comunicam entre si e estão intimamente relacionadas com a capacidade de aprendizagem e recuperação após condições como o acidente vascular cerebral”, disse Nienborg. Ela destacou que é emocionante ver um mecanismo de mudança tão rápido e reversível na estrutura cerebral em animais em hibernação, porque uma vez esclarecida sua base molecular e funcional, pode haver uma oportunidade de "emprestar" mecanismos semelhantes ao cérebro humano adulto no futuro, tornando-o mais "plástico" durante estágios críticos, como a recuperação do acidente vascular cerebral.
Globalmente, o AVC é atualmente a terceira principal causa de morte e uma importante causa de incapacidade a longo prazo. Cerca de 80% destes acidentes vasculares cerebrais são isquémicos, nos quais os coágulos sanguíneos bloqueiam o fluxo sanguíneo, impedindo que o tecido cerebral receba oxigénio suficiente e provocando a morte celular. A recuperação humana após um acidente vascular cerebral depende principalmente do estabelecimento de novas conexões neurais e da reorganização das redes neurais existentes. Este processo ajuda os pacientes a recuperar gradualmente funções essenciais, como engolir, falar e andar. Nienborg disse que, à medida que este estudo revela ainda mais os caminhos específicos de mudança estrutural dos neurônios de esquilo em hibernação, a comunidade científica também terá uma ideia melhor sobre quais direções focar a seguir.
“Já temos uma compreensão bastante profunda de como diferentes regiões do cérebro suportam o processamento de informação visual”, disse ela. “Portanto, continuar a explorar as mudanças funcionais no sistema visual durante a hibernação e o despertar no cérebro do esquilo terrestre provavelmente será um importante passo de pesquisa na próxima fase”. Esta pesquisa foi publicada oficialmente no JNeurosci e foi revisada por pares e verificada por fatos, estabelecendo as bases para futuras pesquisas de reparo neural usando animais em hibernação como modelos.