Google está a fazer o mapa do hipocampo de um rato e isso pode ajudar a descobrir os mistérios do nosso cérebro

Com a tecnologia atual está fora de questão mapear a totalidade do cérebro humano. A equipa Connectomics, da Google Research, explica que “seriam precisos milhares de milhões de dólares e centenas de anos”. Por isso é necessário começar algo mais pequeno.

Esta é a razão pela qual a equipa Connectomics, em parceria as universidades de Harvard e Princeton, entre outros, está mapear o hipocampo do rato, a parte do cérebro responsável pela codificação de memórias, atenção e navegação espacial, e que representa 2 a 3% de todo o cérebro do rato. O cérebro do rato é “suficientemente pequeno para ser tecnicamente viável e pode potencialmente fornecer informações relevantes para a nossa própria mente”, explica a equipa.

“Quando olhamos para o cérebro de um rato no microscópio eletrónico, parece exatamente como um cérebro humano. É, de facto, uma versão em miniatura de um cérebro humano”, afirma Jeff W. Lichtman, professor de biologia molecular e celular em Harvard. É por isso que os cientistas utilizam frequentemente ratinhos para estudar doenças cerebrais humanas.

Mas há décadas que os cientistas trabalham no mapeamento de cérebros, tendo, inclusivamente, criado uma palavra. O “conectoma” é um mapa detalhado das conexões neurais no cérebro, assim designado por associação ao “genoma” que mapeia a informação hereditária de um organismo codificado no ADN. O primeiro conectoma desenhado foi o do cérebro de uma minhoca, publicado em 1986 e que demorou 16 anos a mapear.

créditos: Google Research

A equipa está então a trabalhar no conectoma do cérebro do rato, depois do mapeamento de cérebros menores e com menos complexidade. O cérebro do rato é mil vezes mais pequeno do que um cérebro humano, mas o desafio técnico é enorme, diz a equipa. “O conjunto de dados do conectoma de um cérebro de rato com resolução nanométrica poderá ser o maior conjunto de dados biológicos alguma vez recolhido, estimado em cerca de 20.000 a 30.000 terabytes”.

Além da recolha dos dados, o desafio passa também pelo armazenamento e processamento exato desses dados. Viren Jain, cientista na Google Research, explica que “essa tem sido a nossa contribuição única para o campo: desenvolver ferramentas que impulsionam o estado da arte em termos de precisão para depois as aplicar realmente à escala de conjuntos de dados cada vez maiores.”

Se correr bem, será a primeira vez que os cientistas mapeiam parte de um hipocampo de mamífero sendo também a maior parcela de um cérebro que os investigadores tentaram mapear. O trabalho não estará concluído antes de 2028.

Esta investigação é fundamental para um dia ser possível compreender a formação de memórias e o que está na base de doenças e perturbações mentais. Viren Jain diz que “um dos motivos por que ainda não temos respostas a estas questões é porque ainda não temos os dados necessários para estudar o cérebro”.

Veja na galeria de fotos de uma investigação anterior da equipa Connectomics que analisou o equivalente a meio bago de arroz de cérebro humano:

[photo-gallery id=”387247″ thumbnails=”387248,387249,387250,387251,387252,387253″ layout=”linear”/]A equipa Connectomics foi criada há uma década para desvendar os mistérios do cérebro: como codifica memórias, como extrai caraterísticas de estímulos percecionais ou como toma decisões. O objetivo é construir mapas detalhados ao nível sináptico, para o qual, os investigadores têm de obter imagens do cérebro com uma resolução nanométrica e trabalhar com enormes quantidades de dados. É um desafio técnico significativo que exige inovação contínua em técnicas de imagiologia, algoritmos de Inteligência Artificial e ferramentas de gestão de dados.

Um dos mais recentes resultados deste trabalho de parceria com investigadores foi a revelação de “o maior e mais pormenorizado mapa do cérebro humano de sempre. Foi descrito um milímetro cúbico de tecido cerebral com resolução suficientemente elevada para mostrar neurónios individuais e as suas ligações entre si. Para esta missão de mapear o equivalente a meio grão de arroz de cérebro humano foi preciso codificar 1,4 petabytes de dados.