243: Cérebro humano pode operar em 11 dimensões

 

Neuro-cientistas aproveitaram um ramo clássico da matemática de uma forma totalmente nova para avaliar a estrutura do cérebro. E através da topologia algébrica descobriram que o principal órgão do sistema nervoso está cheio de estruturas geométricas multi-dimensionais e pode operar em até onze dimensões.

Estamos acostumados a ver o mundo por uma perspectiva tridimensional, o que pode parecer estranho ou difícil de conceber. Porém, os resultados do estudo, publicado na Frontiers of Computational Neuroscience, podem ser um próximo passo importante na compreensão dos tecidos do cérebro humano – a estrutura mais complexa que conhecemos.

Este novo modelo de cérebro foi produzido por uma equipa de investigadores do projeto Blue Brain, uma iniciativa da pesquisa suíça dedicada a elaborar uma reconstrução do cérebro humano via supercomputador.

A equipa utilizou topologia algébrica, um ramo da matemática aplicado no sentido de descrever as propriedades de objetos e espaços, independentemente de como mudam de forma.

A equipa descobriu que os grupos de neurónios se conectam em “panelinhas”, ou seja, em grupos afins, e que o número de neurónios numa mesma “panelinha” determinaria o seu tamanho como um objeto geométrico de alta dimensão.

Encontramos um mundo que nunca tínhamos imaginado. Existem dezenas de milhões destes objetos, mesmo numa pequena mancha do cérebro, através de sete dimensões. Em algumas redes, até encontramos estruturas com até onze dimensões”, disse o líder da pesquisa, Henry Markram, neurocientista do Instituto EPFL, na Suíça.

Estima-se que os cérebros humanos contenham um impressionante total de 86 mil milhões de neurónios, com conexões múltiplas entre cada célula e emaranhadas por todas as direções possíveis. Estes formam, desse modo, a vasta rede celular que, de alguma forma, faz com que as pessoas sejam capazes de pensar e de desenvolver a consciência.

Diante de uma quantidade tão imensa de conexões para serem analisadas, não é de admirar que ainda não seja possível compreender, de forma minuciosa, como opera a rede neural do cérebro. Porém, a nova estrutura matemática construída pela equipa conduz-nos alguns passos mais à frente para, um dia, desenvolver um modelo de cérebro digital.

Procedimento

Para realizar os testes matemáticos, a equipa usou um modelo detalhado de neocórtex publicado pelo projeto Blue Rain, em 2015. O neocórtex é considerado a parte mais recentemente desenvolvida dos nossos cérebros no processo evolutivo e envolve-se em algumas das nossas funções mais complexas, como a cognição e a percepção sensorial.

Depois de desenvolver a linha teórica matemática e de testá-la nos seus estímulos virtuais, os cientistas também confirmaram os resultados em tecidos cerebrais reais de cobaias.

De acordo com o estudo, a topologia algébrica fornece ferramentas matemáticas para identificar detalhes da rede neural, tanto numa visão aproximada ao nível dos neurónios individuais quanto numa escala maior, na estrutura cerebral como um todo.

Ao conectar esses dois pontos de vista, os investigadores podiam distinguir as estruturas geométricas de alta dimensão no cérebro, formadas por coleções de neurónios hermeticamente conectados (cliques) e por espaços vazios (cavidades) entre eles.

“Encontramos um número extraordinariamente alto e uma ampla variedade de cliques e cavidades ordenadas de alta dimensão, que jamais foram vistas antes em redes neurais, nem biológicas ou artificiais”, escreveram os pesquisadores no estudo.

“A topologia algébrica é como um telescópio e um microscópio ao mesmo tempo. É possível ampliar as redes para encontrar estruturas ocultas – as árvores na floresta – e ver os espaços vazios e as clareiras, tudo ao mesmo tempo”, diz uma das cientistas, Kathryn Hess, da EPFL.

Essas clareiras, ou cavidades, parecem ser criticamente importantes para a função cerebral. Quando os cientistas deram um estímulo ao tecido do cérebro virtual, perceberam que os neurónios estavam a reagir de maneira altamente organizada.

“É como se o cérebro reagisse a um estímulo ao construir e depois destruir uma torre de blocos multidimensionais, começando com hastes (unidimensionais), pranchas (bidimensionais), cubos (tridimensionais) e, enfim, geometrias mais complexas com 4D, 5D, etc.”, diz um dos cientistas, o matemático Ran Levi, da Universidade Aberdeen, na Escócia.

“A progressão das atividades através do cérebro assemelha-se a um castelo de areia multidimensional, que se materializa fora da areia e, depois, se desintegra”, acrescenta Levi.

Estas descobertas fornecem uma nova imagem tentadora de como o cérebro processa as informações, mas os investigadores pontuaram algo que ainda não está claro: o que faz os cliques e as cavidades formarem-se das suas maneiras altamente específicas.

Será necessário mais trabalho e mais pesquisas para determinar como a complexidade dessas formas geométricas multidimensionais formadas pelos nossos neurónios se correlacionam com a complexidade das diversas tarefas cognitivas.

Mas, definitivamente, esta não será a última vez que teremos notícias de novos insights que a topologia algébrica nos pode fornecer sobre o cérebro – o mais misterioso de entre os órgãos humanos.

ZAP // HypeScience

Por HS
17 Junho, 2017

 

242: Aspirina aumenta risco de hemorragia acima dos 75 anos

 

Estudo publicado na revista Lancet avaliou risco em doentes daquela faixa etária que tomam aquele medicamento diariamente para prevenir acidentes cardiovasculares

A toma diária de aspirina aumenta o risco de hemorragias no estômago em pessoas com mais de 75 anos, concluiu um estudo que foi realizado por médicos e investigadores ingleses, da Universidade de Oxford, e que é noticiado pela BBC News.

No estudo, que foi publicado na revista Lancet, os autores sugerem que aquele risco acrescido de hemorragia, verificado naquela faixa etária mais idosa, pode ser prevenida com a associação de medicamentos protetores do estômago, mas alertam que quaisquer decisões só podem ser tomadas pelos médicos, que os doentes devem consultar em caso de dúvida.

A toma diária de aspirina é muitas vezes prescrita pelos médicos depois de um doente ter tido um ACV ou um ataque cardíaco, porque isso ajuda a prevenir novos episódios do foro cardiovascular. Os autores do estudo sublinham, de resto, que as vantagens dessa medida superam largamente os riscos.

Anteriores estudos tinham determinado que abaixo dos 75 anos, o risco de hemorragia estomacal associado à toma diária de aspirina é muito baixo, mas para a faixa etária acima dos 75 anos esse risco ainda não tinha sido avaliado. E com o aumento da idade dos doentes com problemas cardiovasculares, a equipa liderada por Peter Rothwell, da Universidade de Oxford, considerou que era importante fazer esse estudo.

A conclusão mostra que aquele risco aumenta com a idade e aponta a necessidade de associação medicamentosa para solucionar o problema, o que, sublinha a equipa, só pode ser avaliado e decidido pelo médico.

Diário de Notícias
14 DE JUNHO DE 2017 | 10:40
DN

240: Doze super-bactérias ameaçam a humanidade

 

Laboratório [Foto: Reuters]

Organização Mundial da Saúde publica lista e insta o mundo a criar novos medicamentos para combater agentes patogénicos que resistem aos antibióticos e que ameaçam levar a uma explosão de doenças incuráveis

A Organização Mundial da Saúde (OMS) instou esta segunda-feira o mundo a criar novos medicamentos para combater 12 super-bactérias que resistem aos antibióticos e que ameaçam levar a uma explosão de doenças incuráveis.

Os agentes patogénicos “prioritários”, de acordo com a lista da OMS, incluem germes que causam infecções mortais na corrente sanguínea, nos pulmões, cérebro ou aparelho urinário, e que não respondem a uma cada vez maior lista de medicamentos.

A resistência aos antibióticos está a crescer e estamos a ficar sem opções de tratamento”, afirmou Marie-Paule Kieny, directora-geral-adjunta da OMS e que publicou a lista, no topo da qual aparecem as ‘Acinetobacter baumannii’, um grupo de bactérias que provoca patologias diversas, que vão desde a pneumonia até infecções em feridas.

A responsável alertou que se funcionar apenas a lei do mercado os novos antibióticos não serão desenvolvidos a tempo, pelo que é necessário que os governos criem políticas para aumentar o financiamento público e privado na investigação de novos medicamentos.

A OMS já tinha advertido que se nada for feito numa era pós-antibiótico as infecções comuns ou pequenos ferimentos podem transformar-se em assassinos, considerando, em comunicado, que as bactérias podem desenvolver resistência aos fármacos quando as pessoas tomam doses incorrectas de antibióticos, e que estirpes resistentes podem ser contraídas directamente de animais, da água, do ar ou de outras pessoas.

Os germes da lista da OMS, que é dividida em três categorias e que inclui entre as bactérias mais preocupantes a “salmonella” e a “Staphylococcus aureus“, foram escolhidos com base na gravidade das infecções que causam, na facilidade com que se propagam, no número de fármacos em uso e nos novos antibióticos que estão a ser estudados.

Uma das prioridades são super-bactérias resistentes a antibióticos que estão muitas vezes em hospitais, clínicas e entre pacientes que dependem de ventiladores e cateteres.

Na lista estão também bactérias resistentes aos medicamentos e que causam doenças “mais comuns” como gonorreia ou intoxicação alimentar induzida por salmonela.

A lista será discutida com especialistas em saúde do grupo dos G20 (maiores economias mundiais), esta semana em Berlim.

TVI24
2017-02-27 18:49 / AR/PD

232: Alzheimer. Vem aí a primeira droga que trava a doença?

 
Credit TauRx Therapeutics

Credit TauRx Therapeutics

Um novo composto que levou 30 anos a desenvolver foi anunciado como o mais eficaz de sempre. Mas há quem esteja céptico

A LMTX, uma nova droga contra o Alzheimer para a qual já estão a decorrer ensaios clínicos em fase final, foi apresentada esta quarta–feira como “promissora” na conferência internacional da Alzheimer Association, em Toronto. “Os nossos resultados não têm precedentes, comparados com quaisquer outros”, afirmou o investigador Claude Wishik da Universidade de Aberdeen, na Escócia, e co-fundador da farmacêutica TauRx, que desenvolveu a LMTX.

Os dados são ainda preliminares, mas de acordo com Claude Wishik os doentes que foram tratados exclusivamente com aquela droga ao longo de 15 meses evidenciaram uma “redução significativa da progressão da doença”, com “retardamento do declínio cognitivo” e com resultados compatíveis nas imagens de ressonância magnética, que mostraram “uma redução entre 33% e 38% da progressão da atrofia cerebral nestes doentes”. As boas notícias, porém, acabam aqui. Tomada em combinação com outras drogas, a LMTX não mostrou qualquer efeito, o que levou muitos a olhar com alguma reserva para os dados.

“Tenho de confessar que os resultados que nos foram apresentados são sobretudo um desapontamento”, afirmou o neurologista David Knopman, da Mayo Clinic, citado no New York Times.

Os dados apresentados em Toronto por Claude Wishik foram tratados de forma oposta na imprensa britânica e americana. No Reino Unido, onde a droga foi desenvolvida nas últimas três décadas, a LMTX foi apresentada como a mais eficaz até hoje contra o Alzheimer. Nos Estados Unidos, a visão dominante foi a do desapontamento. No press release divulgado pela própria farmacêutica está escrito que “o estudo falha uma das suas metas, uma vez que a LMTX, enquanto coterapia, não mostra quaisquer benefícios”.

Mecanismos misteriosos

O ensaio clínico de fase III cujos resultados foram agora apresentados envolveu um total de 891 doentes com sintomas entre ligeiros e moderados. Durante 15 meses, o grupo maior de doentes fez uma terapia combinada com LMTX e outras drogas, um outro grupo de apenas 15 por cento dos doentes fez uma terapia só com a nova droga e um terceiro grupo tomou um placebo.

A droga só mostrou os efeitos positivos descritos por Claude Wishik no grupo de 15% dos doentes que foram exclusivamente tratados com a nova droga. Em todos os outros a doença progrediu sem retardamento visível dos sintomas.

Doença neuro-degenerativa progressiva e sem tratamento, o Alzheimer continua a ser uma doença misteriosa e, apesar das muitas drogas e progressos tantas vezes anunciados para novas terapias, até hoje nunca foi possível desenvolver um medicamento eficaz, capaz de anular as causas e os mecanismos da doença.

“Até agora só tem sido possível agir sobre os sintomas”, explica o neurologista Lopes Lima, da Universidade do Porto, sublinhando que “as drogas que existem neste momento só conseguem atrasar a perda de memória e manter mais tempo os doentes autónomos, porque a evolução da doença continua”. Em média, com esses medicamentos, há um prolongamento em 20% a 30% do período em que os doentes mantêm a qualidade de vida, o que tem que ver com o retardamento dos sintomas.

Na prática, não se conhece exactamente o mecanismo que desencadeia a doença. Os estudos mostram que há dois processos envolvidos: um deles tem que ver com a formação no cérebro de placas de uma proteína chamada beta-amilóide que destroem os neurónios; o outro envolve outra proteína, a tau, que também se acumula no cérebro com um efeito destrutivo similar. Nas últimas décadas, a busca de compostos capazes de evitar as placas da primeira das duas proteínas pareceu muitas vezes ter conseguido resultados promissores, mas eles nunca se cumpriram.

Já a farmacêutica britânica TauRx, como outras, decidiu investir na busca de um composto capaz de contrariar a acumulação das proteínas tau no cérebro. Os resultados mais recentes dessa busca foram agora divulgados. Claude Wishik diz não saber por que motivo a coterapia com a LMTX não funcionou e diz que os ensaios vão prosseguir e que haverá novos resultados no final do ano.

O neurologista Lopes Lima concorda que estes “não são ainda resultados para grandes entusiasmos”. Considera que “é importante”o facto de a ressonância magnética mostrar nos doentes tratados apenas com a LMTX “uma atrofia menos marcada” , mas mostra-se prudente: “Estamos a falar de morfologia, pode não ter um significado directo.”

Diário de Notícias
29 DE JULHO DE 2016
01:28
Filomena Naves

231: Exame de sangue para detectar Alzheimer com 80% de precisão

 
José Mota / Global Imagens

José Mota / Global Imagens

Para já, o teste pode ajudar a indústria a desenvolver medicamentos para impedir que a doença se desenvolva. No futuro, pode vir a ser usado pela população em geral

“Rápido, simples e preciso”. É assim que é apresentado um novo teste de diagnóstico de Alzheimer, que será dado a conhecer durante este fim de semana, na conferência da Associação Internacional de Alzheimer, em Toronto. Trata-se de um teste genético, que permite perceber se uma pessoa tem ou não propensão para a doença e, para já, poderá ser útil para a indústria, que ainda procura descobrir fármacos que impeçam o seu desenvolvimento.

O teste, diz o diário inglês The Times, envolve a pesquisa de 130 mil combinações genéticas associadas à doença de Alzheimer, numa pequena amostra de ADN. Desenvolvido pela empresa de biotecnologia Cytox, de Oxford, está projectado para custar algumas centenas de euros. Segundo os fabricantes, tem uma taxa de precisão superior a 80% na previsão de níveis perigosos da proteína beta-amilóide, que desencadeia o processo de degradação das estruturas que os neurónios utilizam para comunicar. A partir dessa análise de sangue, é possível construir um perfil de risco para cada pessoa.

Inicialmente, avança o The Times, o teste será oferecido às empresas farmacêuticas, que procuram voluntários de alto risco para a participação em ensaios clínicos, visto que ainda há uma escassez muito grande de participantes que se enquadrem no perfil adequado. Apesar de o número de ensaios nesta área ter duplicado desde 2013, continua a ser manifestamente insuficiente.

Na página da Cytox na Internet, os responsáveis explicam que este teste pode ter grandes vantagens em termos de custos e de tempo para as farmacêuticas no desenvolvimento de fármacos, pesquisa clínica e estratificação de pacientes para participação nas diferentes fases dos ensaios clínicos.

“Os testes podem ser muito úteis para a investigação, não para os doentes”, diz ao DN o neurologista Lopes Lima. Não será necessário prever que a pessoa vai ter a doença, “uma vez que não há tratamento para evitar que ela se desenvolva”. E isso “só serviria para angustiar” quem tem um diagnóstico positivo.

Na opinião do neurologista, “faz sentido que esses testes sejam usados na investigação, para encontrar medicamentos profiláticos. Quando tivermos esses tratamentos, os testes também podem fazer sentido para os doentes”. Para a participação em ensaios clínicos, é importante “escolher pessoas com alto risco” para a doença, pelo que, nesses casos – “sabendo que o tratamento pode falhar” – os interessados podem querer fazer o teste.

Segundo o neurologista Rui Costa, “há várias empresas que querem desenvolver biomarcadores da doença”, para conseguirem prever se uma pessoa vai ou não ter Alzheimer. Um diagnóstico precoce da doença permitiria uma melhor actuação. “Isto pode ser muito interessante, se se desenvolverem terapias para retardar a doença. Quanto mais cedo for identificada, mais tempo de qualidade a pessoa terá”, frisa o especialista.

Rui Costa salienta que o desenvolvimento do teste genético “é um grande passo”, mas ressalva que, com uma taxa de precisão de 80%, “não se sabe se a pessoa vai ou não ter a doença”, pelo que este instrumento precisa de ser melhorado”. A crença do neurologista é de que na próxima década serão encontradas formas de retardar a doença, sendo que esta ferramenta “irá ajudar a indústria a testar fármacos” com esse fim. No futuro, Rui Costa acredita que o teste possa vir a ser usado para a população em geral. A partir dos 60 anos? “O ideal até era que fosse antes, décadas antes de a doença existir”, afirma. Até porque há uma série de factores, nomeadamente nutricionais e relacionados com o estilo de vida, que podem ser alterados em função do diagnóstico.

Actualmente, o único diagnóstico definitivo que existe para a doença de Alzheimer é feito através de uma biopsia ao cérebro, pelo que raramente é realizado. “Não é feito, porque não há tratamento que supere os defeitos provocados pela biopsia”, explica Lopes Lima, acrescentando que o que é usado é um “diagnóstico de presunção”. Quando existe um quadro de demência, são feitos vários exames e análises ao doente e, se estiver tudo normal, os médicos pressupõem que se trata de uma demência degenerativa. “Em 80 a 90% dos casos é Alzheimer”, indica.

Quanto aos fármacos, os únicos disponíveis são para atrasar o desenvolvimento da doença, atingindo alguns sintomas.

Diário de Notícias
23 DE JULHO DE 2016
03:34
Joana Capucho

229: Descoberto como eliminar primeiros sintomas de Alzheimer

 
Rodrigo Cunha investigador que coordena a equipa internacional |  site da UC

Rodrigo Cunha investigador que coordena a equipa internacional | site da UC

Universidade de Coimbra anunciou a descoberta alcançada em modelos animais foi feita por uma equipa internacional liderada por um português

Uma equipa internacional coordenada pelo investigador português Rodrigo Cunha descobriu como eliminar os primeiros sintomas da doença de Alzheimer em modelos animais, anunciou hoje a Universidade de Coimbra (UC).

A descoberta foi possível porque “pela primeira vez os cientistas focaram o estudo na causa dos primeiros sintomas da doença”, que são as perturbações na memória, causadas por modificações da chamada “plasticidade das sinapses no hipocampo”.

“O hipocampo desempenha um papel essencial na memória, funcionando como o gestor do gigantesco centro de informação recebida pelo cérebro. Das dezenas de milhões de sinais recebidos, o hipocampo tem de seleccionar a informação relevante e validá-la, atribuindo-lhe uma espécie de ‘carimbo de qualidade’. Quando ocorrem falhas, este gestor assume que toda a informação é irrelevante”, segundo uma nota da UC.

Sendo as sinapses “as responsáveis pela transmissão de informação no sistema nervoso”, ao garantirem a comunicação entre neurónios, “a equipa utilizou um modelo animal duplo mutante (com a modificação de dois genes da proteína APP, que causam doença de Alzheimer em humanos) para rastrear toda a actividade destas ligações e identificar o que impede o hipocampo de processar e gerir correctamente” a informação obtida.

O estudo, entretanto publicado na revista científica “Nature Communications”, foi coordenado por Rodrigo Cunha, do Centro de Neurociências e Biologia Celular e da Faculdade de Medicina da UC, tendo a equipa integrado 15 investigadores portugueses e franceses.

Os resultados desta investigação representam “um avanço extraordinário para o desenvolvimento de estratégias de combate à doença de Alzheimer, pois conseguiu-se recuperar o funcionamento sináptico”, afirma Rodrigo Cunha, citado na nota.

O cientista de Coimbra entende que, “do ponto de vista ético, é criticável se não se prosseguir para ensaios” em humanos e garante que estes são seguros para os doentes.

Na sua opinião, existem em Coimbra “todas as condições para avançar”, embora seja necessário assegurar financiamento para o efeito.

Financiado pelo Prémio Mantero Belard de Neurociências da Santa Casa da Misericórdia de Lisboa e pela Association Nationale de Recherche de França, o estudo foi desenvolvido ao longo de três anos.

Diário de Notícias
22 DE JUNHO DE 2016
15:18
Lusa

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