Você realmente não tem um ‘cérebro de lagarto’, revela estudo evolutivo : ScienceAlert

Você realmente não tem um 'cérebro de lagarto', revela estudo evolutivo : ScienceAlert

Um novo estudo mostrou que o conceito do “cérebro de lagarto” dos mamíferos pode ser bem e verdadeiramente colocado na cama.

Com base em um estudo que examinou cérebros de dragões barbudos (Pogona vitticeps), grandes lagartos do deserto australiano, os cientistas mostraram que os cérebros de mamíferos e répteis evoluíram separadamente de um ancestral comum. É mais um prego no caixão da noção do chamado cérebro triplo.

A ideia do cérebro de lagarto surgiu e ganhou popularidade nas décadas de 1960 e 1970, com base em estudos anatômicos comparativos. Partes do cérebro dos mamíferos, observou o neurocientista Paul MacLean, eram muito semelhantes às partes do cérebro reptiliano. Isso o levou à conclusão de que o cérebro evoluiu em etapas, depois que a vida se mudou para a terra.

Primeiro, de acordo com o modelo de MacLean, veio o cérebro reptiliano, definido como os gânglios da base. Depois veio o sistema límbico — o hipocampo, a amígdala e o hipotálamo. Finalmente, o neocórtex surgiu nos primatas.

No modelo do cérebro trino, cada uma dessas seções é responsável por diferentes funções; as partes mais basais do cérebro, por exemplo, estavam supostamente mais preocupadas com as respostas primárias — como os instintos básicos de sobrevivência.

No entanto, os neurocientistas têm depreciativo o modelo por décadas. O cérebro simplesmente não funciona assim, em seções discretas, cada uma desempenhando um papel separado. As regiões do cérebro, anatomicamente distintas como são, são altamente interconectadas, uma teia de redes neurais zumbindo. E com o advento de novas técnicas, podemos começar a entender melhor como os cérebros evoluíram.

Em um novo estudo, uma equipe de pesquisadores do Instituto Max Planck para Pesquisa do Cérebro recorreu a cérebros de lagartos reais para investigar, publicando suas descobertas em um papel liderada pelos estudantes de pós-graduação em neurociência David Hain e Tatiana Gallego-Flores.

Ao comparar características moleculares de neurônios em lagartos e camundongos modernos, os pesquisadores esperavam desvendar as histórias evolutivas escritas em cérebros de répteis e mamíferos.

“Os neurônios são os mais diversos tipos de células do corpo. Sua diversificação evolutiva reflete alterações nos processos de desenvolvimento que os produzem e podem levar a mudanças nos circuitos neurais aos quais pertencem,” diz o neurocientista Gilles Laurent do Instituto Max Planck para Pesquisa do Cérebro.

Cerca de 320 milhões de anos atrás foi um momento muito importante para a evolução dos vertebrados e seus cérebros. Foi quando os primeiros animais de quatro membros (tetrápodes) emergiram da água para a terra e começaram a se diversificar nas famílias que acabariam produzindo pássaros e répteis, por um lado, e mamíferos, por outro.

Existem estruturas no cérebro estabelecidas durante o desenvolvimento embrionário de todos os tetrápodes: uma arquitetura ancestral compartilhada nas regiões subcorticais.

Mas, como as comparações anatômicas tradicionais de regiões de desenvolvimento podem não ser suficientes para detalhar completamente todas as diferenças e semelhanças entre cérebros de répteis e mamíferos, os pesquisadores adotaram uma abordagem diferente.

Eles sequenciaram o RNA – uma molécula mensageira usada como modelo para formar proteínas – em células individuais do cérebro de dragões barbudos para determinar o transcriptomas – a gama completa de moléculas de RNA na célula – presentes e, assim, gerar um atlas de tipos de células do cérebro do lagarto. Este atlas foi então comparado com conjuntos de dados existentes em cérebros de camundongos.

“Perfilamos mais de 280.000 células do cérebro de Pogona e identificamos 233 tipos distintos de neurônios”, Hain diz.

“A integração computacional de nossos dados com dados de camundongos revelou que esses neurônios podem ser agrupados transcriptômicamente em famílias comuns, que provavelmente representam tipos de neurônios ancestrais”.

Em outras palavras, havia um conjunto central de tipos de neurônios com transcriptomas semelhantes que mamíferos e répteis têm em comum, embora tenham evoluído separadamente por mais de 320 milhões de anos.

Mas esses neurônios não estão restritos a uma região ‘reptiliana’ específica do cérebro. A maioria das regiões do cérebro, revelou a análise, tem uma mistura de tipos de neurônios ancestrais e mais novos, desafiando a noção de que algumas regiões do cérebro são mais antigas do que outras.

De fato, os pesquisadores descobriram que os neurônios do tálamo podem ser separados em dois grupos com base em sua conectividade com outras regiões do cérebro. E essas regiões conectadas são bem diferentes em mamíferos e répteis.

A equipe descobriu que os transcriptomas divergiam de tal forma que correspondiam às regiões de conexão, sugerindo que a identidade transcriptômica de um neurônio – a leitura genética completa de quais proteínas ele pode precisar – é corroborada ou reflete sua conectividade.

“Como não temos os cérebros de vertebrados antigos, reconstruir a evolução do cérebro nos últimos meio bilhão de anos exigirá conectar dados moleculares, de desenvolvimento, anatômicos e funcionais muito complexos”, disse. Laurent diz.

“Vivemos em tempos muito emocionantes, porque isso está se tornando possível.”

A pesquisa foi publicada em Ciência.