O funcionamento do cérebro depende da organização precisa das conexões neuronais.
Em um artigo publicado na
Developmental Cell, cientistas mostram como os neurônios estabelecem suas conexões em camadas específicas graças a moléculas de adesão. Esses estudos, focados no sistema visual da drosófila, podem fornecer pistas valiosas para entender os mecanismos fundamentais do desenvolvimento dos circuitos, inclusive nos humanos.
Lobo óptico em desenvolvimento de Drosophila, permitindo visualizar a expressão estratificada de diferentes moléculas de adesão.
© Laura Quintana Rio, MCD-CBI
O funcionamento do cérebro depende do arranjo minucioso de bilhões de células nervosas em domínios físicos distintos, onde cada neurônio estabelece conexões específicas com parceiros dedicados. Por exemplo, nosso córtex cerebral é organizado em camadas, cada uma conectando os neurônios a parceiros diferentes, otimizando assim a eficiência do processamento de informações.
Mas como essas camadas neuronais se formam, e por que elas são essenciais para estabelecer conexões apropriadas?
O estudo da visão na drosófila
Em um estudo publicado na
Developmental Cell, cientistas investigaram essa questão usando a mosca drosófila (
Drosophila melanogaster). Eles exploraram uma região do cérebro da mosca dedicada à detecção do movimento visual nos eixos vertical e horizontal. Esse sistema depende de quatro tipos de neurônios, cada um sensível a uma direção de movimento específica. Esses neurônios projetam suas extensões para uma das quatro camadas distintas, onde estabelecem conexões com parceiros precisos para cumprir sua função.
As moléculas Beat e Side: etiquetas adesivas neuronais
Os resultados mostram que duas moléculas, chamadas Beat e Side, são cruciais na organização em camadas e na conectividade neuronal. Elas atuam como etiquetas adesivas na superfície dos neurônios e de seus parceiros. Dependendo de sua expressão, elas permitem que os neurônios se "colem" aos parceiros certos na camada apropriada.
No entanto, essas moléculas adesivas não são necessárias para a formação das conexões. Elas facilitam, em vez disso, a proximidade celular, organizando os neurônios em camadas e garantindo que as células corretas estejam suficientemente próximas para estabelecer conexões.
Um posicionamento preciso, essencial para um funcionamento ideal
Este estudo destaca que a fiação precisa do cérebro requer um posicionamento correto dos neurônios antes do estabelecimento das conexões. Uma organização inicial defeituosa pode levar a conexões inadequadas e perturbar o funcionamento geral do cérebro.
Assim, essa fase preliminar se mostra essencial, assim como cada peça de um quebra-cabeça deve ser corretamente posicionada para formar uma imagem coerente.
Implicações além da drosófila
Ao explorar como os neurônios encontram seu lugar e seus parceiros, essa pesquisa revela regras fundamentais da organização cerebral. Esses mecanismos também podem esclarecer processos semelhantes em mamíferos, incluindo humanos, abrindo caminho para uma melhor compreensão das etapas iniciais do desenvolvimento neuronal.
Referências
Carrier Y, Quintana Rio L, Formicola N, et al. Biased cell adhesion organizes the Drosophila visual motion integration circuit.
Dev Cell. Publicado online em 13 de novembro de 2024.
doi:10.1016/j.devcel.2024.10.019
Fonte: CNRS INSB