O Alinhamento Estrutural e Funcional do Cérebro Pode Variar com o Sexo, a Idade e é Possivelmente Genético, sugerem as Pesquisas

O nível em que a fiação do cérebro se alinha com os seus padrões de atividade pode diferir com sexo e idade e pode ser hereditário, propõe uma pesquisa publicada por pesquisadores da Weill Cornell Medicine. O estudo descobriu que esse alinhamento pode, adicionalmente, ter ramificações na cognição.

Os resultados divulgados em 12 de julho na Nature Communications ajudam a lançar luz sobre um dos maiores enigmas da biologia — como o cérebro funciona. De acordo com a autora sênior, Dra. Amy Kuceyeski, professora associada de matemática do Departamento de Radiologia e neurociência do Feil Family Brain and Mind Research Institute da Weill Cornell Medicine. Especificamente, o estudo de pesquisa é um primeiro passo para entender a conexão entre a fiação física no cérebro e o seu curso de atividade.

Dr. Kuceyeski, que lidera o Laboratório de Pesquisa de Connectomics Computacional na Divisão de Radiologia da Weill Cornell Medicine, discutiu como elementos tão fundamentais quanto como a anatomia e a fisiologia se alinham na mente não são totalmente compreendidos nas pessoas. O Dr. Kuceyeski continuou a acrescentar que, se desejamos conseguir tratar doenças neurológicas ou neuropsiquiátricas com eficiência, precisamos compreender como a estrutura e as funções do cérebro se envolvem.

Para começar a decifrar esse enigma, o primeiro autor Zijin Gu, doutorando em engenharia elétrica e de sistemas de computação no campus de Ithaca de Cornell e participante do Laboratório de Connectomics Computacional avaliou informações de 941 jovens adultos saudáveis ​​que ingressaram no Projeto Conectoma Humano. O Human Connectome Project é um esforço substancial liderado pelo National Institutes of Wellness para mapear todos os caminhos envolvidos no funcionamento da mente humana.

Zijin Gu usou dados de ressonância magnética (MRI) para analisar a fiação do cérebro ou feixes de axônios mielinizados que enviam sinais elétricos. Em seguida, ela comparou isso com dados úteis de ressonância magnética em estado de repouso, que descobrem padrões de atividade mental e podem mostrar como diferentes regiões do cérebro colaboram quando um indivíduo está apenas sentado no scanner de ressonância magnética. Utilizando essas ferramentas, Gu mostrou que a conexão entre a coativação do cérebro (relação prática) e as conexões cerebrais (conectividade estrutural) variava em diferentes regiões do cérebro. As conexões estruturais e funcionais que ela descobriu foram cuidadosamente alinhadas nas áreas do cérebro associadas ao processamento de informações visuais e nas áreas subcorticais do cérebro envolvidas em tarefas como memória e emoção. Contudo,

O nível de alinhamento entre a estrutura física do cérebro nessas áreas e a sua atividade variou entre os indivíduos. Além disso, era mais semelhante entre pessoas relacionadas no estudo de pesquisa, como irmãos ou gémeos. Especificamente, o alinhamento próximo entre a fiação estrutural e a atividade funcional das regiões subcorticais e do cerebelo parecia ter um elemento hereditário sólido com semelhanças entre pessoas aparentadas.

O nível de conectividade em várias regiões do cérebro também foi associado à idade, sexo e eficiência das pessoas em testes cognitivos.

“Os homens tendem a ter maior conectividade estrutural-conectividade funcional combinando na atenção, bem como redes límbicas, enquanto as mulheres têm maior conectividade arquitetônica-conexão funcional combinando em redes subcorticais”, disse Zijin Gu.

Essas diferenças de sexo podem ajudar a esclarecer por que homens e mulheres comumente experimentam sintomas únicos com distúrbios cerebrais como autismo ou TDAH, discutiu o Dr. Kuceyeski. “Se houver diferenças de sexo na arquitetura e também na colocação funcional do cérebro, isso pode nos dar dicas sobre o porquê o comportamento ou os sintomas variam entre os homens e também as mulheres com algum desenvolvimento cerebral atípico”, afirmou ela.

A equipa, que também incluiu o Dr. Keith Jamison, um pesquisador associado do Laboratório de Connectomics Computacional, e o Dr. Mert Sabuncu, professor associado de engenharia elétrica e de computação na Cornell, bem como em radiologia na Weill Cornell Medication, planeja avaliar os próximos dados em crianças, adolescentes e também participantes adultos mais velhos no Projeto Conectoma Humano para obter mais informações sobre a conexão entre a estrutura do cérebro e também a função ao longo da vida. Eles também pretendem “desenvolver um modelo cerebral numa caixa”, utilizando modelagem matemática, bem como aprendizado de máquina para recriar alguns dos padrões que descreveram neste estudo.

“Este estudo é o primeiro passo para a compreensão do alinhamento estrutural e funcional do cérebro humano”, disse o Dr. Kuceyeski. “Podemos usar esses detalhes para tentar determinar as mudanças que acontecem como resultado de doenças cerebrais, o que pode ajudar a conduzir o desenvolvimento de novas terapias.”

Originalmente publicado na News Medical. Releia o artigo original.

Referência : Gu, Z.,  et al.  (2021) Herdabilidade e variabilidade interindividual do acoplamento estrutura-função regional. Nature Communications.  doi.org/10.1038/s41467-021-25184-4 .