Neurocientistas estão encantados: o Google viu “pensamentos” no cérebro sob um microscópio comum

Apesar dos equipamentos modernos e da enorme experiência em neurobiologia, os cientistas entendem apenas superficialmente o mecanismo do cérebro. A ponta de lança do ataque científico ao cérebro tem sido a conectômica – a ciência das células cerebrais, suas conexões e sinais em toda a sua diversidade. É essencialmente um mapeamento do cérebro com todos os seus sentimentos, pensamentos e desejos. Uma compreensão completa da estrutura e dos processos do tecido nervoso tornará possível tratar doenças e até mesmo digitalizar indivíduos.

Fonte da imagem: Google

O mapeamento mais detalhado do tecido nervoso tornou-se possível com o advento da microscopia eletrônica. Os microscópios eletrônicos oferecem resolução de até um nanômetro, permitindo a visualização até mesmo do interior das células. No entanto, este é um equipamento extremamente caro e difícil de operar, disponível apenas para alguns laboratórios no mundo. A situação é diferente com os microscópios ópticos convencionais, que prestaram o primeiro serviço à biologia há quase 400 anos.

Graças à curiosidade pessoal do comerciante têxtil Antoni van Leeuwenhoek, que usou seu microscópio primitivo para estudar organismos microscópicos vivos em vez de verificar a qualidade do tingimento têxtil, o mundo recebeu as primeiras imagens de glóbulos vermelhos, espermatozoides e outros objetos invisíveis a olho nu.

Hoje em dia, os microscópios ópticos estão amplamente disponíveis e são relativamente baratos, pelo menos em comparação aos microscópios eletrônicos que operam com base no espalhamento do feixe de elétrons. Entretanto, a ampliação da óptica não permite examinar objetos menores que algumas centenas de nanômetros, o que torna tais dispositivos inadequados para estudar o tecido nervoso. Isso ocorreu até que o Google, juntamente com cientistas da Áustria, criou um protocolo para compilar um conectoma usando microscópios ópticos.

Uma pré-impressão do trabalho do Google e funcionários do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA) apareceu há cerca de um ano. Foi publicado recentemente na revista Nature. A divulgação antecipada do artigo permitiu que grupos científicos independentes testassem a tecnologia revolucionária para visualização de tecido neural e confirmassem sua reprodutibilidade.

A essência do método LICONN é que uma seção de tecido nervoso é tratada sequencialmente com três hidrogéis: dois deles formam uma estrutura dentro de todas as células, e o terceiro fixa a estrutura. À medida que os hidrogéis absorvem água, eles se expandem aproximadamente 16 vezes, esticando fisicamente a seção do tecido. Isso torna possível estudar a estrutura da seção em detalhes sob um microscópio óptico convencional. Além disso, a coloração de proteínas com vários produtos químicos, incluindo os fluorescentes, nos permite identificar moléculas e proteínas específicas, o que é impossível de conseguir usando microscopia eletrônica.

Usando o protocolo proposto, os pesquisadores do Google usaram um microscópio óptico para recriar o conectoma de uma fatia do cérebro de um camundongo, incluindo todos os processos nervosos dos neurônios com um comprimento total de cerca de meio metro (dendritos e axônios). A rotulagem química tornou possível identificar sinapses, sua orientação e até mesmo neurotransmissores individuais, bem como algumas moléculas específicas.

Algoritmos do Google e métodos de aprendizado de máquina ajudaram a entender esse conjunto de dados e a montar a imagem de seções individuais da fatia em um mapa tridimensional da região do cérebro. A empresa está confiante de que a metodologia e o protocolo propostos acelerarão o estudo das funções cerebrais em mamíferos e humanos, permitirão o desenvolvimento de métodos para tratar doenças neurodegenerativas e até mesmo pensar na digitalização da personalidade — a verdadeira imortalidade da consciência.