Os pesquisadores desenvolveram um método inovador chamado “zap-and-freeze”, que permite aos cientistas observar a atividade das células cerebrais com detalhes sem precedentes. Essa técnica envolve estimular rapidamente os neurônios com eletricidade e, em seguida, congelá-los em milissegundos, preservando seu estado para estudo detalhado. O objetivo é desbloquear insights sobre condições neurológicas como a doença de Parkinson, onde a sinalização interrompida desempenha um papel crucial.
Como funciona o ‘Zap-and-Freeze’
O processo combina estimulação elétrica com congelamento criogênico ultrarrápido sob alta pressão. Este método captura células cerebrais em ação, revelando dinâmicas que ocorrem muito rapidamente para a observação convencional. A técnica foi testada em tecido cerebral de camundongos e humanos por uma equipe da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins.
Os resultados forneceram detalhes de alta resolução da função sináptica – as conexões entre os neurônios que controlam a comunicação – bem como o comportamento das vesículas, que transportam mensagens químicas entre as células. Essas interações são fundamentais para processos cognitivos como aprendizagem e memória.
Principais descobertas: endocitose ultrarrápida
Uma descoberta crítica foi a observação da endocitose ultrarrápida, um processo de reciclagem onde as vesículas usadas são removidas e novas são criadas em menos de 100 milissegundos. Este processo é essencial para manter a comunicação neuronal contínua. Os investigadores também identificaram a dinamin1xA como uma proteína chave que impulsiona esta endocitose.
“Esta abordagem tem o potencial de revelar informações dinâmicas e de alta resolução sobre o tráfego da membrana sináptica em fatias intactas do cérebro humano”, explicam os pesquisadores em seu trabalho publicado.
O facto de estas descobertas serem consistentes entre tecidos de ratinho e humanos apoia a utilização de modelos animais na investigação do cérebro, proporcionando confiança na extrapolação de resultados.
Implicações para a doença de Parkinson
Compreender como as sinapses e vesículas funcionam neste nível granular pode ser crucial para desvendar os mecanismos por trás da doença de Parkinson. Acredita-se que a morte neuronal no Parkinson esteja ligada à disfunção sináptica. Embora a doença seja complexa, esta técnica pode ajudar a identificar exatamente o que está errado no nível molecular.
A equipe de pesquisa planeja ampliar seu trabalho analisando amostras de tecidos de pacientes com Parkinson submetidos a cirurgia cerebral, comparando a atividade das vesículas entre cérebros saudáveis e afetados. Isto poderia revelar diferenças específicas que impulsionam a progressão da doença.
Por que isso é importante
A doença de Parkinson afecta milhões de pessoas em todo o mundo e espera-se que a sua prevalência aumente. Técnicas como “zap-and-freeze” oferecem uma ferramenta vital para mapear a atividade cerebral nas menores escalas e nos prazos mais curtos, levando potencialmente a tratamentos mais eficazes. Ao visualizar a dinâmica da membrana sináptica em tecidos vivos, os cientistas podem compreender melhor as formas genéticas e não genéticas da doença.
O desenvolvimento deste método é um avanço significativo na neurociência, prometendo novos caminhos para estudar a função cerebral e tratar distúrbios neurológicos.
