O cérebro é o centro do sistema nervoso de todos os vertebrados e da maioria dos invertebrados. Este importante órgão é o principal responsável pela percepção, pensamento e ação. De acordo com as pesquisas mais recentes, existem aproximadamente 14 a 16 bilhões de neurônios no córtex cerebral humano, enquanto o número de neurônios no cerebelo é estimado em 55 a 70 bilhões. Este artigo irá levá-lo profundamente ao incrível mundo desses neurônios e considerar a vasta quantidade de informações que ainda não temos.
O desenvolvimento do cérebro começa na fase embrionária e pode ser dividido em prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo.
A forma e o tamanho do cérebro variam amplamente entre as espécies. Nos vertebrados, o prosencéfalo é o mais desenvolvido, enquanto outras partes, como o mesencéfalo e o rombencéfalo, são relativamente menores. Em alguns vertebrados aquáticos ou semiaquáticos, os tamanhos dessas três partes permanecem semelhantes na idade adulta, mas nos quadrúpedes terrestres, o prosencéfalo torna-se maior e o rombencéfalo desenvolve uma estrutura bem conhecida – o cerebelo. Estas mudanças impressionantes tornam a evolução do cérebro cheia de mistérios, o que por sua vez nos leva a uma questão fundamental sobre a função neural e o comportamento.
A forma como os neurônios cooperam continua sendo um enigma na neurociência atual.
Os cientistas estão gradualmente desvendando os mistérios do cérebro através da análise das funções dos neurônios. Cada neurônio está conectado a milhares de outros neurônios por meio de sinapses e comunica informações por meio de dendritos e axônios. Esses sinais são transmitidos na forma de pulsos eletroquímicos, chamados potenciais de ação, e viajam ao longo do axônio a velocidades de 1 a 100 metros por segundo. Essa transmissão rápida permite que o cérebro responda rapidamente às mudanças no ambiente.
Diferentes sinapses têm múltiplas funções, algumas são excitatórias e outras inibitórias. Notavelmente, muitas sinapses têm variabilidade, o que significa que a sua força muda dependendo dos padrões de sinal que passam através delas. Acredita-se que esta propriedade seja o principal mecanismo do cérebro para aprendizagem e memória. Com base na nossa compreensão destas estruturas subtis, como podemos revelar ainda mais os mecanismos biológicos por detrás destas mudanças dinâmicas?
Os neurônios têm a capacidade de enviar sinais para células-alvo específicas e formar a principal unidade funcional do cérebro.
Além dos neurônios, as células de suporte ou células gliais também desempenham um papel importante no cérebro. Essas células são responsáveis pelo suporte estrutural, suporte metabólico e orientação do desenvolvimento neuronal. Na verdade, as células gliais superam até mesmo os neurônios, o que lhes confere um papel fundamental no funcionamento do cérebro. Então, quais são as funções dessas células que ainda não exploramos?
A evolução do cérebro mostra a evolução de simples animais multicelulares até os vários vertebrados atuais. Cerca de 700 a 650 milhões de anos atrás, todos os animais bilaterais remontam a um ancestral comum. Durante esse processo, à medida que a forma biológica divergia, também divergiam a forma e a complexidade do cérebro. Os primeiros vertebrados podem ter se assemelhado aos peixes modernos sem mandíbula e, com o tempo, vertebrados com mandíbula, tetrápodes e, eventualmente, mamíferos surgiram e desenvolveram estruturas cerebrais mais complexas.
Cada tipo de vertebrado tem sua estrutura e função cerebral específicas.
No processo de evolução, os sistemas nervosos dos animais também se desenvolveram em direção a uma maior complexidade. Invertebrados, como insetos e cefalópodes, possuem estruturas cerebrais relativamente complexas que demonstram seus padrões comportamentais avançados. A investigação mostra que mesmo nos sistemas nervosos mais simples, como os vermes, os cientistas conseguem traçar as ligações entre os neurónios, o que fornece uma riqueza de dados para a investigação neurobiológica.
No contexto humano, o lobo pré-frontal do cérebro controla as funções executivas, uma parte que é subdesenvolvida em outros animais. Muitos problemas neurológicos também estão intimamente relacionados à disfunção desta parte. Isso levou a mais pesquisas sobre os efeitos de doenças e lesões no cérebro. Quantas incógnitas ainda precisamos desvendar neste processo?
No geral, a estrutura e função do cérebro é uma das áreas de pesquisa mais fascinantes da neurociência. Embora já compreendamos o funcionamento básico dos neurónios, a forma como cooperam em milhões de combinações ainda é um objectivo que os cientistas se esforçam por alcançar. O cérebro funciona mais como um computador biológico na natureza. Como armazenar e processar informações de maneira eficaz no ambiente é um dos principais tópicos para nossas pesquisas futuras. Você já pensou em como a tecnologia do futuro mudará nossa compreensão do cérebro?