Camundongos com acesso a rodas de exercício, labirintos que mudavam e mais oportunidades de interação social apresentaram mudanças nas conexões entre neurônios. A surpresa veio quando os pesquisadores compararam essas conexões em detalhe. Alguns tipos de sinapse ficaram mais frequentes, outros diminuíram e outros permaneceram estáveis. A densidade total das conexões analisadas, porém, não aumentou com o ambiente mais estimulante. O que mudou foi a composição dessa rede.
O que um mapa de sinapses revela sobre o cérebro
As sinapses são pontos de comunicação entre neurônios. É por meio delas que uma célula pode influenciar a atividade de outra. Para entender como essa comunicação se organiza, os cientistas precisam saber onde estão as conexões e que características elas têm. Sinapses que parecem semelhantes à primeira vista podem ter composições diferentes de proteínas. Essas diferenças ajudam os pesquisadores a distinguir os tipos de conexão.
A equipe liderada pela Universidade de Edimburgo, na Escócia, combinou microscopia de alta resolução e análise automatizada de imagens para estudar bilhões de sinapses individuais. O mapa resultante mostra onde diferentes tipos de sinapse aparecem e como se distribuem pelo cérebro. Os pesquisadores chamam esse conjunto de sinaptoma. Neste trabalho, o foco recaiu sobre as sinapses excitatórias, que aumentam a probabilidade de a célula receptora disparar um sinal.
Um ambiente com mais estímulos mudou a composição das conexões
No primeiro experimento, os animais tiveram acesso a atividades físicas e a um espaço com mais oportunidades de exploração e convívio. Parte dos camundongos passou por essa experiência enquanto ainda se desenvolvia. Outra parte entrou nesse ambiente já na idade adulta. Essa comparação permitiu observar se o cérebro maduro ainda apresentava o mesmo tipo de reorganização visto nos animais mais jovens.
Os pesquisadores encontraram mudanças seletivas. Um tipo de sinapse podia ganhar espaço em determinada região, enquanto outro se tornava menos frequente. Uma medida geral de densidade deixaria parte dessa história passar despercebida. Duas regiões podem ter uma densidade semelhante de conexões e, ainda assim, abrigar combinações diferentes de sinapses. Foi essa diferença que o mapa permitiu enxergar.
A equipe também encontrou semelhanças entre as respostas dos animais jovens e adultos. Para os autores, isso sugere que alguns mecanismos de adaptação das sinapses continuam atuando depois que o cérebro amadurece. Como rodas, labirintos e oportunidades de interação faziam parte do mesmo ambiente, o experimento avaliou o efeito do conjunto. A contribuição de cada estímulo exigiria uma comparação própria.
Uma alteração na visão teve efeitos além das áreas visuais
Em outro experimento, os cientistas mantiveram um dos olhos de alguns camundongos fechado por uma semana. A redução do estímulo visual alterou grupos de sinapses nas regiões que processam a visão. As mudanças também apareceram em áreas ligadas a outros sentidos e à memória. Considerados em conjunto, os dois experimentos revelaram alterações em mais de 100 regiões cerebrais, com padrões distintos conforme a experiência.
O mapa registra onde essas alterações apareceram. Já descobrir o que elas significam para o comportamento exige outras medições. Uma mudança nas sinapses de uma área ligada à memória, por exemplo, abre a possibilidade de testar se os animais passaram a aprender ou recordar alguma tarefa de forma diferente.
O que isso tem a ver com as experiências humanas?
Seth Grant, um dos autores, cita o uso prolongado de celulares e tablets como exemplo de experiência que poderia ser investigada no futuro. O trabalho atual examinou camundongos em ambientes experimentais e com alterações no estímulo visual. Para saber como o uso de telas afeta as sinapses humanas, seria necessário estudar essa exposição diretamente. O mesmo vale para experiências como aprender uma habilidade ou conviver em ambientes sociais diferentes.
Uma possibilidade levantada pela equipe é usar mapas semelhantes para estudar o que acontece depois de uma lesão cerebral. Se os pesquisadores conseguirem identificar quais grupos de sinapses mudam e quais permanecem estáveis, poderão investigar se essas alterações acompanham a recuperação de alguma função. O estudo em camundongos oferece uma forma de fazer essa pergunta olhando para as conexões que mudaram, região por região.
