O cérebro humano contém um pouco mais de 80 bilhões de neurônios cada uma juntando-se a outras células para criar trilhões de conexões chamadas sinapses.

Os números são incompreensíveis, mas a forma como cada célula nervosa individual contribui para as funções do cérebro ainda é uma área de contenção. Um novo estudo derrubou uma suposição de cien anos sobre o que exatamente faz um "fogo" de neurônio, colocando novos mecanismos para trás de certos distúrbios neurológicos.

Uma equipe de físicos da Universidade Bar-Ilan em Israel realizou experimentos em neurônios de ratos cultivados em uma cultura para determinar exatamente como um neurônio responde aos sinais que recebe de outras células.

Para entender por que isso é importante, precisamos voltar para 1907 quando um neurocientista francês chamado Louis Lapicque propôs um modelo para descrever como a tensão da membrana de uma célula nervosa aumenta conforme a corrente é aplicada.

Uma vez que atingiu um certo limiar, o neurônio reage com um pico de atividade, após o que a tensão da membrana é reiniciada.

O que isso significa é que um neurônio não enviará uma mensagem a menos que colete um sinal suficientemente forte.

As equações de Lapique não foram a última palavra sobre o assunto, nem de longe. Mas o princípio básico de seu modelo de integração e fogo permaneceu relativamente incontestável nas descrições subsequentes, formando hoje a base da maioria dos esquemas computacionais neuronais.

Crédito da imagem: NICHD / Flickr

De acordo com os pesquisadores, a longa história da idéia significou que poucos se preocuparam em questionar se é preciso.

"Chegamos a esta conclusão usando uma nova configuração experimental, mas, em princípio, esses resultados poderiam ter sido descobertos usando a tecnologia que existe desde a década de 1980" diz o pesquisador principal Ido Kanter .

"A crença que foi enraizada no mundo científico durante 100 anos resultou neste atraso de várias décadas".

Os experimentos abordaram a questão a partir de dois ângulos: uma explorando a natureza do pico de atividade com base exatamente em que a corrente foi aplicada a um neurônio, e a outra observando o efeito de múltiplos insumos no disparo de um nervo.

Seus resultados sugerem que a direção de um sinal recebido pode fazer toda a diferença em como um neurônio responde.

Um sinal fraco da esquerda que chega com um sinal fraco da direita não se combinará para construir uma tensão que desencadeie um pico de atividade. Mas um único sinal forte de uma determinada direção pode resultar em uma mensagem.

Esta maneira potencialmente nova de descrever o que é conhecido como soma espacial poderia levar a um novo método de categorização de neurônios, um que os classifica com base em como eles compram sinais recebidos ou quão fina é sua resolução, com base em uma direção particular.

Melhor ainda, poderia até levar a descobertas que explicam certos distúrbios neurológicos.

É importante não lançar um século de sabedoria sobre o tema na parte traseira de um único estudo. Os pesquisadores também admitem que apenas examinaram um tipo de célula nervosa chamada neurônios piramidais, deixando espaço para experiências futuras.

Mas ajustar nossa compreensão de como as unidades individuais se combinam para produzir comportamentos complexos pode se espalhar para outras áreas de pesquisa. Com as redes neurais que inspiraram a futura tecnologia computacional, a identificação de novos talentos nas células cerebrais poderia ter algumas aplicações bastante interessantes.

Esta pesquisa foi publicada em Scientific Reports .

A publicação Os físicos invadem uma suposição de 100 anos sobre como os cérebros funcionam apareceu primeiro no Futurismo .

Os físicos invadem uma suposição de 100 anos de idade sobre o funcionamento dos cérebros

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