Desde que descobriram para que serve essa massa úmida e enrugada que temos dentro do crânio (e isso já faz alguns séculos), prevalecia a ideia de que o cérebro era, afinal, uma coisa só. Mas um novo estudo pode desafiar essa ideia.
Pesquisadores da Universidade de Stanford, nos EUA, afirmam que o cérebro pode se tratar, na verdade, de dois órgãos diferentes, que evoluíram paralelamente ao longo de milhões de anos, e acabaram espremidos dentro da mesma cavidade. Um sistema nervoso mais primitivo, encarregado de regular a respiração, os batimentos cardíacos e outras operações automáticas do corpo; e outro responsável por formas de pensamento mais complexas, como a linguagem e o raciocínio.
A pesquisa foi divulgada no periódico Nature Neuroscience, no último dia 16, trazendo um modelo inédito do desenvolvimento do cérebro que pode, inclusive, possibilitar novas pesquisas sobre doenças graves do sistema neurológico – como a Atrofia Muscular Espinhal (AME) e a Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA).
“Nós demonstramos pela primeira vez que a parte anterior do cérebro cresce a partir de uma célula progenitora completamente diferente daquela que dá origem à parte posterior do cérebro”, disse, em nota da universidade, o professor Kyle Loh, que co-liderou o estudo. Até então, cientistas acreditavam que o desenvolvimento do cérebro começava a partir de uma única célula progenitora, isto é, um único ponto de origem, que era comum para todas as células do cérebro formado.
Considerando suas funções, o cérebro costuma ser dividido em três regiões: prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo. O prosencéfalo (ou encéfalo anterior) é a parte mais frontal, que lida com todo tipo de pensamento mais avançado ou abstrato. Já o rombencéfalo (ou encéfalo posterior) é a parte mais para trás da cabeça, que cuida do sono, da respiração, da fome e de outras funções essenciais. No meio, quem conecta os dois é o mesencéfalo (ou encéfalo médio).
Levando isso em conta, doenças que afetam o rombencéfalo – e que, por consequência, afetam as operações automáticas do corpo – podem ser particularmente devastadoras. A Atrofia Muscular Espinhal (AME), uma doença genética rara que prejudica a conexão entre a medula espinhal e os músculos, é a principal causa de morte relacionada a genética para crianças menores de 1 ano.
Estudar essas condições, porém, sempre foi quase impossível, já que os cientistas não poderiam simplesmente extrair os tecidos do rombencéfalo de um paciente vivo para fazerem seus testes. A alternativa seria gerar os neurônios dessa região dentro do laboratório, usando as células progenitoras que supostamente dão partida ao desenvolvimento de todo o cérebro. Mas cientistas nunca conseguiram esse feito.
Segundo os novos achados, é possível que eles tenham fracassado justamente por estarem usando as células erradas. “Tentativas anteriores de produzir neurônios do rombencéfalo provavelmente buscaram induzir células progenitoras do prosencéfalo e do mesencéfalo a se transformarem em células do rombencéfalo, algo que nosso estudo demonstra não ser possível”, explicou Rayyan Jokhaim, o outro pesquisador que co-liderou o estudo.
Para descobrir isso, os pesquisadores olharam para o desenvolvimento do cérebro no embrião, logo no momento em que o corpo começa a tomar forma. Em embriões de ratos, eles identificaram dois tipos de células progenitoras diferentes: uma originava o prosencéfalo e o mesencéfalo, e expressava um gene chamado Otx2; a outra se tornava o rombencéfalo, e expressava o gene Gbx2.
Para entender se essas duas células tinham alguma conexão entre si, os pesquisadores olharam para a cromatina de cada uma, isto é, as moléculas que controlam os genes que cada célula pode acessar.
O resultado foi que as duas células progenitoras não tinham nada a ver uma com a outra: as duas desenvolvem suas respectivas regiões do cérebro paralelamente, separadas umas das outras, sem que as células de uma região cruzassem com as células da outra.
A partir dessa descoberta, o estudo também foi capaz de produzir, de maneira inédita, neurônios do rombencéfalo dentro do laboratório. As células, geradas a partir de células tronco, eram funcionais, e contavam com todas as características de células daquela região, incluindo a produção de proteínas relacionadas ao controle da face e dos músculos da deglutição.
“Agora temos um modelo para compreender melhor essas doenças devastadoras e trabalhar no desenvolvimento de terapias regenerativas para elas”, disse Jokhai. “Esta é uma nova fronteira muito empolgante na pesquisa sobre o cérebro.”
Esse tipo de desenvolvimento duplo do cérebro pode ser algo muito antigo. Olhando para o passado evolutivo, os pesquisadores encontraram o mesmo tipo de desenvolvimento neurológico em outros animais, como galinhas, peixes-zebras e, com mais destaque, águas-vivas, que tinham dois sistemas nervosos nas extremidades do corpo. No caso das águas-vivas, seu caminho evolutivo passou a divergir do caminho dos humanos entre 600 e 700 milhões de anos atrás.
“Nossa pesquisa sugere que a evolução pegou dois sistemas neurais já existentes e juntou eles espacialmente”, disse Loh. “Ter o cérebro como um único órgão provavelmente seria mais eficiente, mas dependemos dessa forma primordial de formar o cérebro como duas partes separadas.”