O Sistema Visual Humano


 
O sistema visual humano começa nos olhos e se estende por muitas estruturas internas do cérebro antes de ascender para as várias regiões do córtex visual [V1 etc.]. No quiasma óptico, os nervos ópticos se cruzam parcialmente para que cada hemisfério do cérebro receba dados de ambos os olhos. A informação é filtrada pelo corpo geniculado lateral, que consiste em camadas de neurônios que respondem somente ao estímulo de um olho. O córtex temporal inferior é importante para distingur formas. Certas células de cada área só se tornam ativas quando a pessoa ou o macaco tomam consciência de determinado estímulo.
 
O Senso do "EU"


 
O senso do "EU" se localiza no cerne do cérebro. Além da anatomia externa, aparecem inúmeras regiões profundas que são responsáveis pelo ajuste homeostático, emoção, vigília e o senso do "eu" .
 
Células Gliais


 
Resumo Células Gliais

Por décadas, neurocientistas acreditaram que os neurônios eram os responsáveis por toda a comunicação no cérebro e sistema nervoso e que as células gliais, embora nove vezes mais numerosas que os neurônios, apenas os alimentavam.

Novas técnicas de imagem e instrumentos de “escuta” mostram que as células gliais se comunicam com os neurônios e umas com as outras sobre as mensagens trocadas pelas células nervosas. As células gliais são capazes de modificar esses sinais nas fendas sinápticas entre os neurônios e podem até mesmo influenciar o local da formação das sinapses.

Devido a essa proeza, as células gliais podem ser essenciais para o aprendizado e para a construção de lembranças, além de importantes na recuperação de lesões neurológicas. Experiências para provar isso estão em andamento.

 
Receptor NMDA



 
A ativação do receptor NMDA induz a potencialização a longo prazo [LTP], um modelo para a memória. A liberação do neurotransmissor glutamato [quatro à esquerda] abre um canal associado a um receptor não-NMDA [N-metil-D-aspartato], permitindo o influxo de sódio, que despolariza o neurônio. Se uma nova liberação de glutamato ocorrer enquanto a célula estiver despolarizada [quadro central], o receptor NMDA abre um segundo canal, que permite o influxo do cálcio e leva à LTP. A LTP é resultado do aumento de influxo de sódio através do canal associado a um receptor não NMDA [quadro à direita] e do subseqüente aumento da despolarização da célula.
 
Vaso Sanguíneo Cerebral



 
Os sinais imunes do cérebro via corrente sangüínea podem ocorrer direta ou indiretamente. Células imunes como os monócitos, um tipo de célula branca do sangue, produzem um mensageiro químico chamado interleucina-1 [IL-1], normalmente incapaz de atravessar e barreira hêmato-encefálica. Porém, sangüíneos cerebriais têm junções porosas que permitem que as moléculas de IL-1 alcancem o cérebro. Lá elas podem ativar o eixo HPA e outros sistemas neurais. A IL-1 também se liga a receptores nas células endoteliais que se alinham na parede dos vasos sangüíneos cerebrais. Essa ligação pode fazer com que as enzimas dentro das células produzam óxido nítrico ou prostaglandinas, que se difundem pelo cérebro e agem diretamente nos neurônios.
 
Celulas Gliais


 
Como as células gliais se comunicam? Células gliais denominadas astrócitos (a) e neurônios sensitivos (que não aparecem) foram misturados em um meio de cultura contendo íons cálcio. Quando um neurônio foi estimulado a disparar potenciaus de ação por seus longos axônios ("relâmpagos") (b) , as células gliais começaram a se iluminar, indicando que haviam percebido a mensagem e começado a absorver cálcio. Depois de 10 e 12,5 segundos (c e d), enormes ondas de fluxo de cálcio atravessavam o local, corregando sinais entre muitos astrócitos. As concentrações de cálcio aparecem na ordem crescente em verde, amarelo e vermelho.
 
Sinapse


 
Os astrócitos controlam a sinalização entre as sinapses de várias formas. Um axônio transmite um sinal para um dendrito com a liberação de um neurotransmissor ( em verde) - aqui o glutamato também libera a substância química ATP ( em dourado) . Esses compostos desencadeiam o influxo de cálcio (em roxo) para os astrócitos, o que permite que se comuniquem pela secreção de seu próprio ATP. Os astrócitos podem aumentar a intensidade da sinalização com a liberação do mesmo neurotransmissor, enfraquecê-la ao absorver o neurotransmissor ou também secretar porteínas que se liguem a ele (em azul), evitando, portanto, que atinjam seu destino. Os astrócitos também são capazes de liberar moléculas sinalizadoras (em vermelho) que façam o axônio aumentar ou reduzir a quantidade de neurotransmissores que vai secretar quando disparar novamente. Modificar as conexões entre os neurônios é uma das maneiras como o cérebro revê suas respostas a estímulos conforme acumula experiência - ou seja, como aprende. No sistema nervoso periférico, as células de Schwann envolvem as sinapses.
 
Celulas Gliais Sinapses


 
As células gliais podem guiar a formação de sinapses. O neurobiólogo Lê Tian interrompeu uma sinapse entre nervo e músculo em um camundongo cujas células haviam sido programadas para ficar fluorescentes. Depois de dois dias [alto], as células de Schwann [vermelho escuro] haviam formado uma ponte sobre a separação [seta]. Após mais dois dias [embaixo] , um axônio [verde] havia crescido ao longo da ponte para criar uma sinapse.
 
Reação de Medo


 
Vias corticais e subcorticais no cérebro – generalizadas a partir de nossos conhecimentos sobre o sistema auditivo – podem evocar uma reação de medo a uma cobra no cominho. Estímulos visuais são inicialmente processados pelo tálamo, que transmite informações grosseiras, quase arquetípicas, diretamente para a amígdala [vermelho]. Esta transmissão rápida permite que o cérebro reaja ao perigo potencial [verde]. Ao mesmo tempo, o córtex visual também recebe informações do tálamo e, com maior sofisticação perceptiva e mais tempo, determina que existe uma cobra no caminho [azul]. Esta informação é retransmitida para a amígdala, causando o aumento dos batimentos cardíacos e da pressão arterial, além de contração muscular. Caso, entretanto, o córtex determine que o objeto não é uma cobra, a mensagem enviada para a amígdala fará com que a reação de medo seja suprimida.
 
Resposta ao Estresse


 
Eixo HPA - a inter-relação do hipotálamo com a hipófise e as supra-renais é um componente central na resposta neuroendócrina do cérebro ao estresse. O hipotálamo, quando estimulado, secreta o hormônio liberador da corticotropina (CRH) no sistema porta-hipotálamo, que faz o aporte sangüíneo para a parte anterior da hipófise. O CRH estimula a hipófise ( as setas vermelhas indicam as vias de estimulação) a secretar o hormônio adenocorticotrópico (ACTH) na corrente sangüínea. O ACTH faz que as supra-renais liberem o cortisol, um hormônio clássico de estresse ( as setas azuis indicam os efeitos inibitórios) que age no hipotálamo para inibir a liberação contínua de CRH. Além de um potente imunor-regulador, o cortisol age em muitas partes do sistema imunológico para evitar que reaja de forma excessiva e lese células e tecidos sadios.
 
Anatomia dos Sistemas Imunológico e de Estresse


 
A resposta ao estresse

Os nervos conectam o cérebro a todos os órgãos e tecidos. Situações de perigo ou desafio ativam a resposta do cérebro ao estresse que envolve a liberação de hormônios estimuladores da ativação fisiológico e regula o sistema imunológico. Os componentes fundamentais nesta resposta ao estresse são hipotálamo e o "locus ceruleus", a hipófise, o sistema nervoso simpático e as supra-renais.

A resposta imunológica

O sistema imunológico opera como uma rede descentralizada, respondendo automaticamente a qualquer agente que invada ou perturbe o funcionamento do corpo. As células imunes geradas na medula óssea, linfonodos, baço e timo comunicam entre si através de pequenas proteínas. Esses mensageiros químicos também podem mandar sinais ao cérebro, pela corrente sangüíneaou por via nervosa, como o nervo vago, que os envia ao núcleo do trato solidário.
 
Ilusões


 
Contornos ilusórios revelam que o cérebro humano direito é capaz de processar algumas coisas que o esquerdo não consegue. Os dois hemisférios são capazes de "ver" se os retângulos ilusórios deste experimento são largos (a) ou estreitos (b). Entretanto, quando são adicionados contornos às figuras, somente o cérebro direito consegue continuar vendo a diferença (c e d). Em camundongos, no entanto, ambos os hemisférios são consistentemente capazes de perceber essas diferenças. O fato de um roedor apresentar um desempenho superior so nossosugere que algumas capacidades foram perdidas em um hemisfério ou em outro durante a evolução do cérebro humano. Novas habilidades podem ter causado a remoção de antigas na luta por espaço.
 
Sensações Evocadas por Escolha Ilimitadas

 

As primeiras pesquisas sobre a tomada de decisão, realizadas por Daniel Kahneman e Amos Tversky, mostraram que as pessoas são mais sensíveis às perdas do que aos ganhos [ver representação esquemática no gráfico da esquerda] . Nosso grupo descobriu algo similar: inicialmente, as sensações de bem-estar intensificam-se conforme aumenta a possibilidade de escolha [ linha azul no gráfico central], mas estabilizam-se rapidamente [as sensações boas saciam]. Por outro lado, embora um grau zero de escolha [ no eixo y] gere uma infelicidade ilimitada, as sensações ruins aumentam ao passarmos de uma situação em que há poucas escolhas para uma em que há muitas. O resultado líquido [ linha roxa no gráfico da direita] é que, em algum ponto, o aumento de opções diminui a felicidade.

 
O Código da Vida
Resumo O Código da Vida

As instruções genéticas para a fabricação de proteínas estão escritas em “palavras” de três letras chamadas códons, que especificam casa um dos 20 aminoácidos ou um sinal para a interrupção da tradução. A organização desses códons e seus significados já foram considerados aleatórios, mas novas descobertas deixaram claro que a seleção natural escolheu e manteve essa ordem.

Simulação com computadores revelam por que: comparado com alternativas hipotéticas, o código padrão é incrivelmente eficaz na minimização do prejuízo causado por erros nos genes ou no processo de tradução de genes em proteínas.

 

 
O Código da Natureza

Se uma seqüência de genes é uma “sentença” que descreve uma proteína, então suas unidades básicas são “palavras” de três letras, ou “códons”, cada um dos quais se traduz em um dos 20 aminoácidos ou em um sinal de interrupção da tradução. A maquinaria celular transcreve os genes de DNA em versões de RNA – cujos blocos constituintes de nucleotídeos são representados pelas letras A,C,G e U – e então traduz os genes de RNA, códon por códon, para uma seqüência de aminoácidos correspondente. As definições exatas da Natureza para os aminoácidos foram desvendadas durante o inicio dos anos 60. Mas o significado dos padrões do código não seria totalmente avaliado por várias décadas.

Sinônimos e Semelhanças

Muitos dos 64 códons de três letras possíveis especificam o mesmo aminoácido, proporcionando meios alternativos para genes expressarem a maioria das proteínas. Esses códons sinônimos tendem a se diferenciar apenas por uma letra, normalmente a última, formando um padrão de blocos. Códons para aminoácidos com afinidade semelhante para água também tendem a diferir na última letra, e códons com a primeira letra em comum freqüentemente codificam aminoácidos que são produtos ou precursores entre si. Esse propriedades são cruciais para a sobrevivência de todos os organismos e podem até ajudar a acelerar sua evolução.

 
Scientific American Ano 2 - Nº 24 Maio 2004
Scientific American Edição Especial Nº 4