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Neurônios incríveis no cerebelo: por que as células de Purkinje são tão especiais?
O cerebelo é uma das estruturas importantes no rombencéfalo dos vertebrados. Embora seja geralmente menor que o cérebro, em alguns animais, como o peixe-gato, o cerebelo pode ser comparável ou maior que o cérebro. Para os humanos, o cerebelo desempenha um papel importante no controle motor e na função cognitiva, especialmente na atenção, na linguagem e na regulação emocional. Entretanto, seu papel nas funções relacionadas ao movimento é o mais estabelecido.
O cerebelo não inicia os movimentos diretamente, mas auxilia na coordenação, precisão e tempo exato. O cerebelo recebe informações dos sistemas sensoriais da medula espinhal e de outras partes do cérebro e integra essas informações para ajustar a atividade motora. Danos ao cerebelo podem levar a problemas com movimentos finos, equilíbrio, postura e aprendizagem motora. Anatomicamente, o cerebelo é uma estrutura independente localizada abaixo dos hemisférios cerebrais e separada do cérebro acima por uma camada resistente de dura-máter.
"A superfície cortical do cerebelo é coberta por sulcos paralelos precisamente dispostos, em nítido contraste com as extensas dobras irregulares do córtex cerebral."
O córtex cerebelar é na verdade uma camada fina e contínua de tecido que é firmemente dobrada como uma sanfona. Essa fina camada do córtex abriga vários tipos de neurônios, sendo os mais importantes as células de Purkinje e as células granulares. Essa complexa organização neural fornece ao cerebelo uma enorme capacidade de processamento de sinais, mas praticamente toda a saída do córtex cerebelar é retransmitida por meio de um conjunto de pequenos núcleos profundos embutidos na substância branca. Além de seu papel direto no controle motor, o cerebelo também é necessário para vários tipos de aprendizagem motora, especialmente para aprender a se adaptar a mudanças na relação entre o movimento sensório-motor. Vários modelos teóricos foram propostos para explicar o papel da plasticidade sináptica no cerebelo para o alinhamento sensório-motor, incluindo um desenvolvido por David Marr e James Albus. Suas observações revelaram que cada célula de Purkinje recebe duas entradas distintas: milhares de entradas fracas de fibras paralelas de células granulares e uma entrada muito forte de uma única fibra trepadeira.
As células de Purkinje são um dos dois tipos de células que desempenham um papel dominante no circuito cerebelar e são únicas por terem uma estrutura de árvore dendrítica plana. Os dendritos das células de Purkinje se espalham em um plano perpendicular à prega cerebelar, formando uma densa rede plana, e cada dendrito tem um grande número de espinhos dendríticos que podem receber entrada sináptica de fibras paralelas. Estima-se que uma única célula de Purkinje pode ter até 200.000 espinhos dendríticos, tornando-a a célula com maior entrada sináptica no cérebro.
"Os corpos celulares esféricos gigantes das células de Purkinje estão firmemente compactados em uma fina camada do córtex cerebelar, formando o centro do circuito cerebelar."
Outro tipo de célula importante, a célula granular, é o menor e mais numeroso neurônio do cérebro. Em humanos, o número total de células granulares é estimado em cerca de 50 bilhões, o que significa que cerca de três quartos de todos os neurônios são células granulares. Os corpos celulares das células granulares são compactados firmemente na espessa camada basal do córtex cerebelar. Cada célula granular envia apenas quatro a cinco dendritos, cujas extremidades são chamadas garras dendríticas, que recebem entrada excitatória de fibras trepadeiras. e inibitória entrada das células de Golgi. Os axônios finos e amielínicos das células granulares se estendem para cima até a camada molecular do córtex, onde se dividem em dois ramos, formando fibras paralelas. Essas células granulares não apenas fornecem capacidades inovadoras de processamento de sinais para os circuitos neurais básicos do cerebelo, como também podem desempenhar um papel fundamental na codificação de diferentes modalidades de entrada sensorial. Ainda não se sabe completamente como as células granulares funcionam, mas elas são cruciais nos processos de aprendizagem e adaptação do cerebelo. Na estrutura do cerebelo, fibras trepadeiras e fibras musgosas também são cruciais para o modo de transmissão das células de Putin. A entrada dessas fibras é integrada para regular as respostas motoras e é posteriormente processada pelos núcleos cerebelares profundos. Portanto, o estudo das células de Purkinje não é apenas uma exploração do mecanismo de operação do cerebelo, mas também uma janela importante para entender como todo o sistema nervoso funciona em conjunto.
As características únicas das células de Purkinje, sem dúvida, fazem com que elas ocupem uma posição fundamental na função cerebelar. Como essas células funcionam na regulação motora sutil e nos processos de aprendizagem continua sendo um dos tópicos mais importantes na pesquisa em neurociência atualmente. Quando obtivermos uma compreensão mais profunda de como esses neurônios funcionam, poderemos entender melhor o quadro geral de como o cérebro funciona. Que novos pensamentos isso desencadeará para futuras explorações da neurociência?
