Cérebros de aves canoras regeneram-se, mas com um custo surpreendente.

O cérebro humano deixa de produzir a maioria dos novos neurónios antes do nascimento, apesar de outros órgãos do corpo se renovarem continuamente.

A pele renova-se em poucas semanas, o fígado consegue regenerar-se a partir de uma pequena parte, e até o coração vai substituindo células ao longo das décadas.

Já o cérebro, em contraste, funciona com o “hardware” com que veio: quando essas células morrem, desaparecem de vez.

O que torna este facto ainda mais estranho é que grande parte do reino animal não partilha a nossa limitação. Canários, peixes-dourados, lagartos e tentilhões‑zebra continuam a gerar neurónios novos ao longo de toda a vida.

Uma equipa de investigação da Universidade de Boston, a trabalhar com um dos melhores “neurogeradores” da natureza, pode agora ter percebido porque é que os nossos cérebros se comportam de forma tão diferente.

Os mamíferos perderam a regeneração cerebral

A evolução tende a conservar características úteis, o que torna realmente intrigante a perda de neurogénese nos mamíferos. Durante anos, a explicação dominante foi sobretudo estrutural.

À medida que se desenvolvem, os neurónios jovens deslocam-se pelo cérebro. Para isso, seguem percursos conhecidos como andaimes de glia, que funcionam como estradas orientadoras do movimento.

Nos humanos, a maior parte desses andaimes desaparece pouco depois do nascimento. Por isso, muitos cientistas concluíram que os neurónios novos deixavam de ter caminhos por onde viajar.

Essa explicação sempre pareceu insuficiente e deixava no ar uma questão mais provocadora. Mesmo que essas “autoestradas biológicas” pudessem, de alguma forma, ser reconstruídas, será que o cérebro adulto ganharia realmente com o tráfego que elas transportariam?

Neurogénese no tentilhão‑zebra: observar neurónios a crescer

A equipa de Benjamin Scott, na Universidade de Boston, estudou o tentilhão‑zebra para compreender a neurogénese. Esta pequena ave consegue aprender cantos e continua a produzir neurónios novos mesmo na idade adulta.

Para seguir o processo ao pormenor, recorreram à conectómica baseada em microscopia eletrónica, obtendo imagens extremamente detalhadas das células cerebrais.

As ambições iniciais eram contidas. “A nossa primeira esperança era apenas dizer: como é que isto se parece a um detalhe que não conseguíamos ver antes?”, afirma Scott.

No entanto, o que o microscópio revelou - em resultados publicados na revista Biologia Atual - estava longe da delicada coreografia celular que, durante muito tempo, o campo tinha imaginado.

Neurónios novos abrem caminho “a buldózer”

Em vez de contornarem cuidadosamente as estruturas já existentes do cérebro, os neurónios novos seguiam por um percurso direto. Avançavam a direito através do tecido. E, à medida que se deslocavam, alteravam e comprimiam as células ao redor.

As células maduras que ficavam no caminho eram empurradas, espremidas e perturbadas, com aparente indiferença face às ligações que já estavam estabelecidas.

“Descobrimos que, nas aves canoras, os neurónios novos no cérebro adulto comportam-se como exploradores que abrem caminho através de uma selva densa”, disse Scott.

No artigo, os investigadores assinalaram ainda um paralelo menos tranquilizador: este comportamento de escavação tem uma semelhança impressionante com a forma como certas células cancerígenas metastáticas se deslocam através do tecido.

Ou seja, estes neurónios jovens viajam causando perturbação, em vez de a evitarem. Esta observação reformula o enigma inicial de um modo importante.

A questão deixa de ser apenas porque é que os mamíferos perderam a capacidade de gerar neurónios novos na idade adulta, e passa a ser o que é que ganhámos exatamente ao abdicar dela.

As memórias precisam de ligações estáveis

Pense no que o seu cérebro guarda. As memórias não são como ficheiros num computador. São padrões de ligações entre neurónios.

O som da voz de alguém de quem gostamos, ou uma competência simples como atar atacadores, existe nessas ligações.

Se neurónios novos entrarem nesse sistema, podem perturbar esses padrões. Podem alterar a forma como as células se conectam entre si. E isso pode interferir com memórias armazenadas.

Assim, a evolução pode ter feito uma escolha: limitar o crescimento de neurónios novos para proteger as memórias existentes. Esta é uma das hipóteses sugeridas por Scott.

“Este comportamento potencialmente perturbador pode ajudar a explicar porque é que os humanos e outros mamíferos têm uma capacidade limitada de regenerar tecido cerebral na idade adulta, deixando-nos mais vulneráveis a perturbações neurodegenerativas como a doença de Alzheimer”, observou Scott.

Em termos simples, a mesma estabilidade que ajuda a preservar as nossas memórias pode também tornar mais difícil o cérebro reparar-se.

Reparação sem os caminhos antigos

Há outra forma de interpretar estes resultados, e ela traz esperança para a reparação do cérebro.

Durante muito tempo, acreditou-se que os andaimes de glia eram indispensáveis para a deslocação de neurónios novos. No tentilhão‑zebra, porém, isso não foi o que se observou.

“A nossa descoberta deste comportamento de escavação mostra como as células conseguem mover-se sem andaimes de glia”, disse Scott.

“A maioria dos andaimes de glia perde-se nos humanos após o nascimento, e pensava-se que essa perda era um obstáculo à neurogénese no cérebro adulto.”

“No entanto, o nosso trabalho mostra que os neurónios novos na ave não precisam deste andaime de glia. Isto é entusiasmante porque significa que a reparação cerebral pode não exigir andaimes de glia especializados.”

Isto altera a forma como os cientistas encaram os tratamentos. Sugere que o cérebro poderá não precisar desses percursos para gerar células novas. E isso pode abrir novas vias para desenvolver terapias que ajudem o cérebro humano a reparar-se.

Cérebros de aves orientam a investigação em humanos

A equipa de Scott está agora a estudar o que acontece no interior destes neurónios enquanto se deslocam. Para isso, estão a usar um método chamado sequenciação de ARN de célula única, para identificar quais os genes que ficam ativos durante a viagem.

“Queremos saber com que outras células eles estão a comunicar enquanto se movem e como estão a falar com essas diferentes células”, disse Scott.

Este passo é crucial para futuros tratamentos. Não basta apenas criar neurónios novos: é preciso também orientá-los.

Os neurónios têm de saber para onde ir, quando parar e como estabelecer ligações sem perturbar as estruturas já existentes.

“Partilhamos muito com os nossos parentes animais neste planeta”, disse Scott. Pode soar simples, mas aqui tem um significado mais profundo.

Uma pequena ave como o tentilhão‑zebra pode conter respostas a perguntas sobre o cérebro humano que fazemos há anos. Ao estudá-la de perto, os cientistas poderão encontrar formas de proteger e reparar os nossos próprios cérebros.