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Nova descoberta de cientistas muda compreensão sobre neurônios
Marcas no eixo dendrítico dividem ramificações nervosas em compartimentos elétricos e ampliam capacidade de cálculo celular
Cientistas identificaram constrições nanométricas nos dendritos de neurônios, que criam compartimentos elétricos e ampliam a capacidade de processamento do cérebro, desafiando concepções anteriores sobre sua funcionalidade.
Uma equipe internacional de cientistas identificou estruturas minúsculas, até então ignoradas, ao longo dos dendritos dos neurônios humanos e de camundongos. Chamadas de constrições no eixo dendrítico, essas marcas nanométricas desafiam a ideia de que os dendritos funcionam apenas como cabos de transmissão simples.
O estudo, publicado na revista Science Advances, sugere que essas estruturas podem ser a chave para entender como o cérebro processa informações de forma complexa.
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A investigação foi liderada pelo Hospital Universitário de Bonn (UKB), pela Universidade de Bonn e pelo Centro Alemão de Doenças Neurodegenerativas (DZNE). As constrições medem poucas centenas de nanômetros de largura, dimensão entre 500 e 1.000 vezes menor do que a espessura de um fio de cabelo humano.
Historicamente, a ciência considerava os eixos dendríticos como condutores lisos e contínuos de impulsos elétricos direcionados ao corpo celular, responsáveis pela plasticidade neural que fundamenta a aprendizagem e a memória. Diferente dos espinhos dendríticos, essas variações de diâmetro permaneciam ocultas devido ao limite de resolução dos microscópios ópticos convencionais.
Quais técnicas revelam as constrições?
A visualização direta exigiu a combinação de microscopia de expansão, microscopia STED por depleção de emissão estimulada, microscopia de sonda de varredura e microscopia eletrônica serial. O trabalho conjunto contou com a participação do Instituto Clausius de Química Física e Teórica e do Instituto de Anatomia e Biologia Celular da Universidade de Göttingen.
De acordo com o primeiro autor do trabalho, Dr. Tony Kelly, pesquisador no Instituto de Epileptologia Experimental e Pesquisa Cognitiva, variações locais registradas anteriormente em microscopia eletrônica costumavam ser interpretadas como irregularidades aleatórias, e não como formações biológicas padronizadas.
Como as estruturas alteram o sinal elétrico?
Simulações computacionais e testes laboratoriais demonstram que as constrições dividem os dendritos em compartimentos elétricos isolados. Os estímulos que ultrapassam o estrangulamento tornam-se mais intensos no local de chegada e perdem força ao caminhar em direção ao corpo central da célula nervosa.
Esse comportamento potencializa a ativação de receptores NMDA, fundamentais para a regulação da força sináptica. Segundo o Prof. Heinz Beck, coordenador do projeto e integrante do Cluster de Excelência ImmunoSensation, as constrições possibilitam que cada dendrito realize processamento autônomo de dados antes do envio geral.
A colaboração internacional reuniu pesquisadores da Universidade Ariel, Université de Bordeaux, Universidade de Otago, Centro Médico do Hospital Infantil de Cincinnati, Universidade de Cincinnati e Universidade RWTH Aachen.
Texto gerado com ajuda de Inteligência Artificial e editado pelo nosso time de jornalistas.
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