2624: Os canhotos têm um cérebro diferente dos destros

CIÊNCIA

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Uma equipa de cientistas identificou, pela primeira vez, os genes que nos tornam canhotos. Estes genes podem contribuir para uma melhor capacidade de comunicação verbal e estar relacionados com a esquizofrenia.

Uma equipa de cientistas da Universidade de Oxford, no Reino Unido, analisou o ADN de 400 mil pessoas, entre as quais 38.332 eram canhotas.

Os cientistas estudaram e compararam vários exames cerebrais com perfis genéticos com o principal objectivo de procurar associações entre genes, cérebros e utilização das mãos. O estudo foi publicado esta quinta-feira na Brain.

“Pela primeira vez, em seres humanos, conseguimos estabelecer que as diferenças citoesqueléticas [na estrutura celular] associadas à utilização das mãos são efectivamente visíveis no cérebro”, afirmou uma das autoras do estudo, Gwenaëlle Douaud, citada pela BBC.

A partir daqui, foi possível perceber que as variantes genéticas relacionadas com a condição de canhoto estão ligadas às diferenças na “matéria branca” do cérebro, em particular, nas áreas associadas com a linguagem.

Nos participantes canhotos, as duas metades do cérebro – os hemisférios esquerdo e direito – comunicavam melhor entre si e estavam mais bem coordenadas nas regiões envolvidas na linguagem.

Este fenómeno levou os investigadores a pensar que os canhotos podem ter habilidades verbais mais desenvolvidas, embora ainda não consigam prová-lo.

Além disso, os cientistas encontraram uma associação à condição de canhoto com probabilidade de desenvolver esquizofrenia e Parkinson, no sentido em que “há mais canhotos entre os pacientes que sofrem com esquizofrenia, do que entre a população em geral. Em contraste, há menos canhotos com doença de Parkinson”, segundo Dominic Furniss, outro autor do estudo.

No artigo científico, a equipa realça ainda que ser canhoto pode ser um estigma. “Em muitas culturas, ser canhoto é visto como ser-se infeliz ou malicioso, e isso reflecte-se na linguagem”, explicou Furniss. Em francês, por exemplo, gauche pode significar “esquerda” ou “desajeitado”. Em inglês, right (direita) também significa “estar certo”.

“O que este estudo mostra é que ser canhoto é apenas uma consequência do desenvolvimento biológico do cérebro. Não tem nada a ver com sorte ou maldade”, rematou o investigador.

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12 Setembro, 2019

 

2572: Físicos criaram um dispositivo que consegue “esquecer” memórias

CIÊNCIA

TheDigitalArtist / pixabay

O cérebro é a melhor máquina de computação, por isso, não é de admirar que os cientistas queiram imitá-lo. Agora, uma nova investigação deu um passo intrigante nessa direcção: um dispositivo capaz de “esquecer” memórias.

Este novo dispositivo, baptizado de “memoristor de segunda ordem” (uma mistura entre “memória” e “resistor”), imita uma sinapse do cérebro humano na forma como este se lembra de informações e depois as perde, de forma gradual, se não forem usadas durante um longo período de tempo, escreve o Science Alert.

Embora este memoristor ainda não tenha um uso prático, pode eventualmente ajudar os cientistas a desenvolver um novo tipo de neuro-computador — a base dos sistemas de Inteligência Artificial — que cumpriria algumas das mesmas funções que um cérebro desempenha.

Num chamado neurocomputador analógico, os componentes electrónicos no chip (como o memoristor) podem assumir o papel de neurónios e sinapses individuais, o que pode reduzir os requisitos de energia do computador e, ao mesmo tempo, acelerar os cálculos.

Actualmente, os neuro-computadores analógicos são apenas hipotéticos, uma vez que precisamos ainda de descobrir como a electrónica pode imitar a plasticidade sináptica — a forma como as sinapses cerebrais activas se fortalecem com o tempo e as inactivas ficam mais fracas.

Tentativas anteriores de produzir memoristores usavam pontes condutoras nano-métricas, que decairiam com o tempo, da mesma forma que as memórias poderiam decair na nossa mente.

“O problema com essa solução é que o dispositivo tende a mudar o seu comportamento ao longo do tempo e quebra após uma operação prolongada”, explica Anastasia Chouprik, física do Instituto de Física e Tecnologia de Moscovo (MIPT).

Sinapse, à esquerda, versus o memoristor, à direita

“O mecanismo que usamos agora para implementar a plasticidade sináptica é mais robusto. De facto, após mudar o estado do sistema 100 mil milhões de vezes, ainda estava a funcionar normalmente, por isso os meus colegas pararam o teste de resistência”.

Neste caso, a equipa utilizou um material ferroeléctrico — óxido de háfnio — em vez das pontes nano-métricas, com uma polarização eléctrica que muda em resposta a um campo eléctrico externo. Isto significa que os estados de baixa e alta resistência podem ser definidos por pulsos eléctricos.

O que torna o óxido de háfnio ideal e o coloca à frente de outros materiais ferroeléctricos é o facto de já estar a ser usado para construir micro-chips por empresas como a Intel, fazendo com que seja mais fácil e barato introduzir memoristores quando vier a existir um neuro-computador analógico.

O actual “esquecimento” é implementado através de uma imperfeição que dificulta o desenvolvimento de microprocessadores baseados em háfnio — defeitos na interface entre o silício e o óxido de háfnio. Esses mesmos defeitos permitem que a condutividade do memoristor diminua com o tempo.

É um começo promissor, mas ainda há um longo caminho a percorrer: estas células de memória ainda precisam de ser mais confiáveis, por exemplo, e a equipa também quer investigar como o seu novo dispositivo pode ser incorporado à electrónica flexível.

Os resultados desta investigação foram publicados na ACS Applied Materials & Interfaces.

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4 Setembro, 2019

 

2518: Crânio com 20 milhões de anos sugere que o nosso cérebro teve uma evolução complexa

CIÊNCIA

AMNH / N. Wong and M. Ellison

Este crânio minúsculo com 20 milhões de anos, da antiga espécie de macaco Chilecebus carrascoensis, pode ajudar os cientistas a perceber a evolução do cérebro humano.

Uma equipa de cientistas está a analisar um pequeno crânio com 20 milhões de anos, extremamente bem preservado, da antiga espécie de macaco Chilecebus carrascoensis, um pequeno animal que deveria pesar menos do que um tablet.

“Os seres humanos têm cérebros excepcionalmente ampliados, mas ainda sabemos muito pouco sobre até que ponto esse traço começou a desenvolver-se. Isto deve-se em parte ao facto de haver uma escassez de crânios fósseis bem preservados de homens antigos”, disse o paleontólogo Xijun Ni, da Academia Chinesa de Ciências, citado pelo Science Alert.

O C. carrascoensis é um platirrino, clado de primatas que inclui os macacos do Novo Mundo, ou seja, do continente americano. A descoberta deste crânio aconteceu nos anos 90, nos Andes, no Chile.

“Este animal foi identificado como um dos primeiros platirrinos divergentes conhecidos, tornando este táxon especialmente importante para avaliar as características cerebrais ancestrais do clado”, escreveram os autores do artigo publicado este mês na revista Science Advances.

Porém, um crânio não é igual a um cérebro, por isso, a equipa de investigadores teve de usar técnicas avançadas de tomografia computorizada para criar uma reconstrução 3D do cérebro que outrora existiu.

“É notável. Estávamos a tentar convencer-nos de que era tudo menos um primata, mas mostrava uma área bulbosa onde o cérebro deveria estar. A limpeza e a subsequente análise da tomografia computorizada reforçaram isso e o significado da descoberta”, explicou ao Gizmodo John Flynn, paleontólogo do Museu Americano de História Natural.

De seguida, a equipa usou a análise para investigar aspectos específicos desse cérebro, como o tamanho do bulbo olfactório e a forma do canal óptico e do nervo óptico.

O bulbo olfactivo relativamente pequeno mostra que estes macacos provavelmente tinham um olfacto mais fraco (e o mesmo se passava com a visão). Os investigadores consideram que isto pode indicar que a evolução dos sistemas visual e olfactivo não estavam tão intimamente ligadas como se pensava. O nervo óptico também sugeriu que este era um animal diurno.

“As comparações entre o Chilecebus e outros antropóides basais indicam que as principais subdivisões cerebrais desses primeiros antropóides não exibem um padrão de escala consistente em relação ao tamanho geral do cérebro”, escreve a equipa.

“Muitas características cerebrais parecem ter-se transformado num mosaico e provavelmente originaram-se de antropóides platirrinos e catarrinos de forma independente”.

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26 Agosto, 2019

 

1190: O cérebro é o equivalente a milhares de milhões de mini-computadores a trabalhar em conjunto

CIÊNCIA

(CC0/PD) David Cassolato / Pexels

Um estudo recente revelou uma diferença estrutural fundamental entre os neurónios humanos e de cobaias que poderia ajudar a explicar os nossos poderes de inteligência.

Concluído o primeiro registo de actividade eléctrica em células humanas a um nível incrivelmente detalhado, os cientistas afirmam agora que cada uma das nossas células cerebrais poderiam funcionar como um mini-computador, escrevem os cientistas no novo estudo científico, publicado no dia 18 de Outubro na Cell.

Humanos e ratos de laboratório são diferentes, começando pelos neurónios. As células cerebrais comunicam-se disparando impulsos eléctricos, que os investigadores conseguem detectar e medir colocando eléctrodos microscópicos dentro dos neurónios.

Apesar de os cientistas já terem tido oportunidade de realizar essa experiência em cobaias, Mark Harnett, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em Cambridge, ambicionava ir mais longe: observar de que forma os neurónios humanos se poderiam destacar dos dos ratinhos.

Assim, o cientista utilizou tecido vivo obtido através de cirurgias nas quais os especialistas removiam pedaços de cérebro de pessoas com epilepsia. A equipa de Harnett usou então eléctrodos muito finos para registar a actividade dentro dos ramos mais finos, conhecidos como dendrites, no final do tronco cerebral.

Cada neurónio pode ter até 50 dendrites e cada dendrite tem centenas de sinapses ou pontos de conexão com outros neurónios. Os sinais cerebrais passam por essas sinapses entrando na dendrite, tornando assim provável que a própria dendrite lance um sinal eléctrico ao longo do seu comprimento.

Em comparação com as cobaias, as dendrites de neurónios humanos apresentam menos canais de iões, moléculas inseridas na membrana externa da célula que deixam a electricidade fluir ao longo da dendrite.

À primeira vista, esta informação pode parecer desvantajosa, mas na verdade esta característica denota aos humanos maiores e melhores “poderes de computação” para cada célula do cérebro.

Na prática, num neurónio de uma cobaia, se um sinal iniciar numa dendrite, existem imensos canais iónicos para conduzir a electricidade, o que irá fazer com que o sinal, provavelmente, continue no tronco principal do neurónio. Por sua vez, num neurónio humano, é menos certo que o sinal rume até tronco principal: tudo dependerá da actividade nas outras dendrites.

Esta dinâmica, explica o New Scientist, permite que as milhares de sinapses das dendrites de cada neurónio determinem colectivamente a “decisão” final. “Em conjunto, procuram padrões específicos de entrada para se unirem e, finalmente, produzirem um sinal”, explica Harnett.

No fundo, podemos imaginar o nosso cérebro como sendo o repositório de milhares de milhões de mini-computadores a trabalhar em conjunto. Uma autêntica máquina que nos permite, entre muitas outras tarefas, ler esta peça até ao fim.

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Por ZAP
24 Outubro, 2018

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