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Uma unidade de investigação, várias respostas

A Unidade tem como principal objetivo genérico o estudo do controlo da comunicação entre neurónios, ou seja da atividade sináptica, e avaliar se este controlo está perturbado em certas patologias. O objectivo é saber se essas alterações em situação patológica podem ser revertidas com o uso de fármacos e assim abrir caminho para a descoberta de novas abordagens terapêuticas.

Atualmente, a equipa é composta por seis sub-grupos de investigação encabeçados por seis doutorados e por estudantes de pós-doutoramento, de doutoramento e de mestrado. Avaliam em laboratório alterações do controlo da atividade sináptica em patologias como a doença de Alzheimer, síndrome de Rett, epilepsia, esclerose lateral amiotrófica, esclerose múltipla ou ainda em situações de consumo prolongado de canabinoides.

No caso da Doença de Alzheimer, o objetivo é estudar “disfunções muito precoces da actividade sináptica e identificar causas que levam a uma perca de eficácia de fatores de proteção. “Interssa-nos perceber como corrigir essas alterações iniciais de modo a travar a morte neuronal numa fase ainda muito inicial”, começa por explicar a professora. Este projecto é financiado pela Santa Casa da Misericórdia sob coordenação da professora Maria José Diógenes, pertencente à mesma unidade de investigação.

Outro projeto, sobre o síndrome de Rett, acontece com financiamento da associação francesa de familiares e doentes com esta patologia, e em parceria com um grupo de investigação em Portland, Estados Unidos. O sindrome de Rett é uma doença rara, neuropediátrica, de perturbação da maturação do sistema nervoso e que leva a uma deteorização progressiva de autonomia e de capacidades cognitivas, onde a qualidade e a esperança média de vida são muito reduzidas. “Idealmente gostaríamos de compensar o que já está errado nos neurónios para permitir a recuperação ou pelo menos a não deteorização de algumas funções”, elucida Ana Maria Sebastião. Mas há ainda um longo caminho a percorrer.

“Ambos os projetos (Alzheimer e Rett), andam muito em paralelo e são levados a cabo pelo mesmo sub-grupo de investigação. Têm muitas semelhanças, além da ironia de corresponderem a patologias nos extremos da vida: a infância e a 3ª idade”.

A relação entre neuroinflamção e epilepsia é outro projeto a que a equipa se dedica. “As convulsões facilitam os processos inflamatórios e o processo inflamatório facilita a ocorrência de mais convulsões. É um ciclo vicioso. Se identificarmos pontos chave deste ciclo, ao reduzir a inflamação cremos que podemos reduzir a probabilidade de novas convulsões”. No âmbito da epilepsia a equipa está também a iniciar um projecto em colaboração com um investigador do National Institute of Health (NIH) dos Estados Unidos, que visa perceber o mecanismo de acção de um novo fármaco com propriedades anti-epilépticas.

Relativamente à esclerose múltipla, não são os neurónios que são afectados inicialmente mas as células que os suportam. “Queremos perceber se conseguimos aumentar a capacidade de regeneração destas células”. Para além dos neurónios, há diversas células no sistema nervoso muito importantes para o bom funcionamento dos neurónios. Estas células denominam-se globalmente como células de glia. Perceber em detalhe diversos mecanismos de comunicação entre células de glia e neurónios, para ampliar a capacidade protectora dos neurónios, é também matéria de investigação do grupo.

No caso da esclerose lateral amiotrófica, onde é o neurónio motor que falha, Ana Maria Sebastião explica que o objetivo da investigação incide numa possibilidade de retardar o processo de redução de função e aumentar a capacidade sináptica a nível do circuito motor, amplificando o que ainda está a a funcionar”.

No projecto de canabinoides investiga-se como estes afectam as sinapses, a memória ou a ansiedade, e como afectam a própria função dos canabinoides que existem endogenamente no cérebro.

Ana Maria Sebastião está ainda envolvida em duas redes de investigadores, o Colégio “Mente Cérebro” e o Programa SynaNet

O Colégio Mente-Cérebro promove a partilha de conhecimentos dentro da Universidade de Lisboa. Tem como objetivo incrementar uma atividade científica transdisciplinar, que tem em comum o conhecimento do cérebro e da mente, das relações entre cognição e funcionamento cerebral, bem como e as suas implicações sociais. Promove diversas actividades, frequentemente organizadas pelos próprios estudantes de Doutoramento de diversas Escolas e programas. Predende-se que ao ampliar a interacção entre as diversas Escolas da Universidade de Lisboa, se facilite a partilha de conhecimento e de tecnologias, enriquecedora da formação dos estudantes e dos trabalhos de investigação. Tem também o objectivo de facilitar a transferência de conhecimento para a sociedade fora da Universidade. Dentro dessa acção promovem-se debates e outras actividades abertos ao público em geral, a escolas do ensino básico e secundário, frequentemente em parceria com o programa ‘Ciência Viva’ e a Sociedade Portuguesa de Neurociências. A participação intensa do Colégio Mente-Cérebro na Semana Internacional do Cérebro e na Noite Europeia dos Investigadores, é disso exemplo.

O programa SynaNet é financiado pelo programa de investigação e inovação Horizonte 2020 da União Europeia. Tem como objetivo a dinamização e partilha de conhecimento, de tecnologias, e intercâmbio de investigadores entre as quatro Universidades Europeias participantes. Permite igulamente a implementacao de atividas de treino avançancado ao nivel de estudantes de Doutoramento e troca de experiencias e conhecimento cientifico. Todos os parceiros do SynaNet estão ativamente envolvidos em projectos centrados no conhecimento do controlo da actividade sináptica e as implicações para o melhor perceber como combater doenças neurológicas ou psiquiátricas. Este programa europeu, coordenado pelo iMM e liderado por Ana Sebastião, está a dinamizar o desenvolvimento de novas valências a nivel regional e nacional na área das Neurociencias.

 

PERFIL ANA MARIA SEBASTIÃO

Professora Catedrática da Faculdade de Medicina
da Universidade de Lisboa

Investigadora no Instituto Gulbenkian de Ciências,
Oeiras (1987-1997) e da Faculdade de Medicina (1997-presente). Integra o iMM desde a sua formação em 2003.

Doutoramento (1987) em Fisiologia Celular, Universidade Nova de Lisboa; Licenciatura em Biologia (1982), Universidade de Lisboa.

Áreas de investigação: Neuromodulação da transmissão sináptica inibitória e excitatória, e da plasticidade sináptica, com foco sobre a acção da adenosina, cafeína, canabinoides, neurotrofinas; controle da excitabilidade neuronal inibitória e excitatória. Neuroproteção e reversão de lesões neuronais agudas e crónicas.
Papel das células da glia no controle da actividade
dos neurónios.

Cérebros das pessoas mais gordas são 10 anos mais velhos do que os das pessoas magras

As pessoas obesas ou com excesso de peso têm um cérebro mais envelhecido do que as pessoas mais magras. A revelação é de um estudo conduzido na Universidade de Cambridge, que concluiu que quanto maior é o Índice de Massa Corporal (IMC) de uma pessoa, maior é o envelhecimento do cérebro. Este envelhecimento não se reflete, contudo, no QI.

“Os cérebros parecem ser 10 anos mais velhos em pessoas com excesso de peso ou obesas”, explica ao The Guardian a investigadora Lisa Ronan, responsável pelo estudo. O envelhecimento é causado pela diminuição da quantidade de substância branca no cérebro, acelerada pelo excesso de peso (ver caixa).

O que é a substância branca?

A substância branca é um tecido cerebral, composto por fibras e nervos, que é responsável pela comunicação entre as várias partes do cérebro.

A quantidade deste tecido é maior em idades mais jovens, e vai diminuindo à medida que envelhecemos.

Este novo estudo mostra que a diminuição da quantidade de substância branca no cérebro é influenciada pelo IMC (Índice de Massa Corporal) do indivíduo. UmIMC maior está diretamente ligado a uma maior diminuição da quantidade de massa branca, o que leva os cientistas a concluir que as pessoas mais magras têm cérebros aparentemente mais jovens do que as mais gordas.

O estudo não permitiu concluir qual a origem desta relação. Poderá acontecer, por exemplo, que um exista um gene responsável simultaneamente pelo elevado IMC e pela diminuição da substância branca. É possível, também, que essa diminuição leve a mudanças cerebrais que motivem a pessoa a comer mais.

Apesar do envelhecimento mais acentuado nas pessoas mais gordas, não há diferenças ao nível da capacidade cognitiva. “A cognição muda na população em geral à medida que se envelhece”, explica Lisa Ronan, e isso é “perfeitamente normal”. “Não há quaisquer diferenças nestas mudanças entre as pessoas magras e as obesas”, acrescenta.

As consequências, essas, podem ser ao nível da saúde. A investigadora sustenta que “o estudo levanta a possibilidade de que as pessoas com excesso de peso, ou obesas, podem ser mais suscetíveis a doenças relacionadas com o envelhecimento, como demência ou Alzheimer”.

O estudo foi feito através da análise de imagens por ressonância magnética de 473 indivíduos saudáveis, com idades compreendidas entre os 20 e os 87 anos. Os participantes foram divididos em dois grupos — 246 no grupo dos magros e 227 no grupo dos obesos ou com excesso de peso.

Como explica o jornal britânico, os investigadores compararam indivíduos com a mesma idade e descobriram que, a partir dos 37 anos, há uma diferença entre a quantidade de substância branca no grupo dos obesos e no grupo dos magros vai sendo, que vai sendo cada vez maior, até estabilizar por volta dos 40 anos.

“Toda a gente entende o impacto da obesidade no corpo, mas no cérebro ficamos perdidos, não entendemos ainda”, explica Ronan, acrescentando que este estudo “é parte do puzzle”.

Mapeadas pela primeira vez ligações neurais entre zonas do cérebro distantes

Um grupo de investigadores conseguiu pela primeira vez mapear a transmissão da atividade neural entre áreas cerebrais afastadas, concluindo que o cérebro processa a informação visual de forma diferente do que se pensava, anunciou a Fundação Champalimaud.

Esta investigação, cujos resultados são publicados na revista Nature Neuroscience, foi desenvolvida por Leopoldo Petreanu, Nicolás Morgenstern e Jacques Bourg, neurocientistas do Centro Champalimaud, em Lisboa.

Os investigadores conseguiram pela primeira vez mapear ligações neurais individuais entre áreas distantes no cérebro, revelando que a rede de ligações neurais do cérebro é mais complexa do que se pensava.

“Estes registos são as primeiras medições, à escala dos axónios individuais, da transmissão de atividade neural entre áreas cerebrais afastadas”, afirma Leopoldo Petreanu.

Os axónios são os cabos através dos quais os neurónios transmitem o sinal nervoso para outros neurónios.

Segundo Leopoldo Petreanu, o objetivo dos investigadores é “perceber a estrutura do cérebro”, mas o mapa que hoje é conhecido sobre as ligações neurais “ainda é muito tosco” e, exceto a nível local, ainda não se sabe “como é que cada axónio está ligado”.

Agora, graças a uma nova técnica de estimulação neural, com recurso a feixes de laser, desenvolvida no seu laboratório, os autores conseguiram registar, no cérebro de ratinhos, a atividade de axónios individuais entre uma área do cérebro chamada tálamo e a parte do córtex visual que recebe, através do tálamo, a informação visual que chega à retina do olho.

O córtex visual possui uma estrutura em camadas. Uma dessas camadas, designada L4, é o ponto de entrada no córtex da maioria dos estímulos visuais.

Após os “inputs visuais” serem enviados do tálamo para L4, onde começam a ser processados, os sinais resultantes são transmitidos de L4 para uma outra camada, L2/3, onde o processamento prossegue.

O que até agora se pensava é que o processamento visual seria um fenómeno em série, sucessivamente realizado por diversas camadas do córtex visual, mas o que o novo estudo vem mostrar é que não é isso que acontece, explica Leopoldo Petreanu.

O que os investigadores descobriram é que, quando um neurónio de L4 está ligado a um neurónio de L2/3, se um axónio proveniente do tálamo estiver ligado ao neurónio de L4, esse axónio “bifurca” e liga-se também, diretamente, ao neurónio de L2/3.

A existência destas ligações que “saltam uma camada” faz com que L2/3 receba não apenas o sinal visual processado em L4, como também os “sinais brutos”, isto é, não processados, provenientes do tálamo.

“Este é o nosso principal resultado, e poderá ser uma forma de garantir uma grande especialização das células de L2/3 na deteção das características [do input visual]”, diz o investigador.

Este tipo de estrutura em camadas e ligações que ‘saltam uma camada’ já havia sido estudada em redes neurais artificiais. Os investigadores acreditam que este é o tipo de estrutura que funciona córtex visual e provavelmente no processamento que o cérebro faz de outros tipos de inputs sensoriais, que não apenas do tipo visual.

Um outro resultado da investigação diz respeito à própria camada L4: sabe-se que inclui pequenos grupos de neurónios interligados por conexões bidirecionais.

No entanto, os investigadores ainda não perceberam qual a função destes pequenos circuitos locais.

Uma hipótese é que funcionem como amplificadores de determinadas características da informação visual que chega aos olhos, como por exemplo, as margens dos objetos.

Contudo, fica ainda por descobrir como é que o fazem e como é que estes circuitos locais interagem com os sinais provenientes de outras áreas do cérebro para integrar a informação visual.

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