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Os primatas são geralmente considerados mais espertos do que os ratos, por exemplo. Porém, em uma nova descoberta, os pesquisadores de neurociência da Universidade de Chicago e do Laboratório Nacional de Argonne descobriram que os ratos, na verdade, têm mais sinapses conectando os neurônios em seu cérebro.

Em um estudo comparando os cérebros de macacos e camundongos no nível sináptico, os pesquisadores descobriram que os primatas tinham muito menos sinapses por neurônio em comparação com os roedores, tanto em neurônios excitatórios quanto inibitórios na camada 2/3 do córtex visual. 

Sendo assim, usando modelagem de rede neural recorrente artificial, a equipe foi capaz de determinar que o custo metabólico de construção e manutenção de sinapses provavelmente leva redes neurais maiores a serem mais esparsas.

A equipe de pesquisa, composta por cientistas dos laboratórios de David Freedman, no Argonne National Laboratory, alavancou avanços recentes em microscopia eletrônica, assim como dados existentes publicamente disponíveis para comparar a conectividade em ambas as espécies. 

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Depois de reconstruir as imagens de microscopia e medir as formas de 107 neurônios macacos e 81 neurônios de camundongos, a equipe analisou cerca de 6 mil sinapses nas amostras de macacos e mais de 9.7 mil sinapses nas amostras de camundongos. 

Ao comparar os conjuntos de dados, eles descobriram que os neurônios dos primatas recebem de duas a cinco vezes menos conexões sinápticas excitatórias e inibitórias do que os neurônios de camundongos semelhantes. Para Gregg Wildenberg, este trabalho mostra que, embora haja mais conexões totais no cérebro, se observar por neurônio, os primatas na verdade têm menos sinapses.

“O cérebro é apenas cerca de 2,5% da nossa massa corporal total, mas requer cerca de 20% da energia total do corpo”, disse Wildenberg. Ele comentou “acredita-se que a maior parte dessa energia seja gasta nas sinapses, tanto na energia para se comunicar através das sinapses, mas também para construí-las e mantê-las.”

De acordo com os pesquisadores, os resultados ajudarão a informar pesquisas futuras em primatas e camundongos, bem como nas comparações entre os dois. Além disso, Rosen apontou que compreender as diferenças entre as espécies pode ajudar a esclarecer os princípios gerais do cérebro para entender melhor o comportamento.

“Ninguém trata um camundongo e um primata da mesma maneira; eles se comportam de maneira diferente. Essas observações fundamentais das diferenças anatômicas entre os dois podem nos permitir extrair princípios gerais que podem ser aplicados em todas as espécies, bem como o que é único para cada animal”, concluiu.

Fonte: Medical Xpress

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Neurocientistas e cientistas da computação da Universidade de Princeton e da Baylor College of Medicine produziram um novo e extenso mapa dos circuitos cerebrais. O trabalho de cinco anos com imagens funcionais do cérebro de camundongos, apresenta detalhes de inúmeras partículas do órgão, como os neurônios e as terminações nervosas.

O projeto, denominado MICrONS, foi financiado pela Intelligence Advanced Research Projects Activity para aperfeiçoar o aprendizado de máquina, por meio da engenharia reversa dos algoritmos do cérebro. O estudo é, portanto, um diálogo entre a neurociência e a ciência de dados.

Um dos pesquisadores explicou que eles trataram o cérebro como se fosse um computador.

Foram usadas cerca de 200.000 imagens digitais de células e as conexões entre elas, muitas das quais nunca haviam sido capturadas de forma completa antes. Eles acreditam que essas informações biológicas inéditas devem levar os estudos de teorias de computação neural a um outro nível.

Um dos objetivos da pesquisa foi extrair dados para ampliar o entendimento sobre a inteligência artificial. No entanto, também pode trazer novas possibilidades para o tratamento de doenças cerebrais em pacientes humanos.

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A startup de neurotecnologia Synchron impôs uma derrota à Neuralink, uma das empresas do bilionário Elon Musk, ao se tornar a primeira empresa a receber aprovação regulatória do FDA, órgão dos Estados Unidos similar à nossa Anvisa, para começar a testar implantes cerebrais em voluntários humanos.

Com essa autorização dada pelo FDA, a Synchron anunciou que espera iniciar estudos em humanos ainda este ano. O produto da empresa, batizado de Stentrode, é um implante neural que se conecta ao cérebro por meio da jugular. O objetivo é usá-lo como uma interface cérebro-computador para conceder o controle de dispositivos externos usados por pessoas com paralisias.

Batendo as rivais

A autorização coloca a Synchron à frente de rivais do setor, com destaque para a Neuralink, que recebe um pesado aporte financeiro de Elon Musk, mas ainda não conseguiu saltar dos experimentos dos implantes cerebrais em animais para os primeiros testes em humanos. Em um comunicado à imprensa, o CEO da empresa, Thomas Oxley, comemorou a decisão do FDA.

Demonstração do funcionamento do implante Stentrode, da Synchron

Para Oxley, o anúncio representa um resultado satisfatório para anos de testes de segurança realizados em conjunto com o FDA. Segundo ele, a empresa e o órgão regulatório têm trabalhado juntos para abrir caminho para a primeira aprovação comercial de um implante cerebral permanente para o tratamento de paralisias.

Mercado aquecido

A vitória da Synchron sobre a Neuralink, em partes, acontece porque o Stentrode oferece uma abordagem muito menos invasiva em comparação com o implante da empresa de Elon Musk. O implante da Neuralink inclui vários fios, que são perfurados no crânio do usuário, em contrapartida, o implante da Synchron pode ficar totalmente fora do crânio.

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Porém, a Neuralink e a Synchron não são os únicos dois players fortes no mercado de implantes cerebrais. Na semana passada, a empresa de neurotecnologia Paradromics conseguiu um aporte de R$ 100 milhões para desenvolver e refinar seu implante neural, que também pretende dar a pessoas paralisadas a capacidade de se mover e se comunicar através de uma interface cérebro-computador.

Com informações do Futurism

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Não é fácil fazer um medicamento chegar ao cérebro, já que os vasos que irrigam o sistema nervoso central são revestidos por uma estrutura protetora complexa de adentrar. Em um estudo recente, especialistas observaram que os nanomateriais à base de metal, como óxido de prata e zinco, podem cruzar essa barreira hematoencefálica e auxiliar no tratamento de doenças cerebrais.

Segundo a Medical Xpress, os nanomateriais encontrados em medicamentos e produtos de consumo podem ingressar na barreira hematoencefálica com facilidade variável, dependendo de sua forma, criando impactos neurológicos positivos ou negativos.

Essa barreira física, composta por uma camada de células endoteliais, desempenha papel vital na saúde cerebral. É ela quem restringe a passagem de várias substâncias químicas e moléculas estranhas para o cérebro, a partir dos vasos sanguíneos circundantes.

Um novo estudo da Universidade de Birmingham, verificou a capacidade de nanomateriais metálicos cruzarem um modelo in vitro da barreira hematoencefálica, tanto na forma de partículas quanto de íons dissolvidos. Esses compostos à base de metal, como óxido de prata e zinco são amplamente utilizados em cosméticos, por exemplo.

Pesquisadores acreditam que o estudo auxiliará a aperfeiçoar medicamentos neurológicos. Créditos: Istock

De acordo com Iseult Lynch, coautora da pesquisa, as variações na forma, tamanho e composição química dos nanomateriais podem influenciar dramaticamente em sua penetração através da barreira hematoencefálica in vitro.

O estudo verificou que o óxido de zinco foi o material que adentrou a barreira hematoencefálica in vitro com maior facilidade. Esse composto é usado comercialmente como dermoprotetor, geralmente encontrado em protetores solares.

Além disso, concluiu-se que os compostos de prata também podem penetrar a barreira quando dispostos na forma esférica. Esse tipo de composto é usados em produtos cosméticos e cremes anti-envelhecimento.

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O experimento, no entanto, encontrou impactos adversos dos nanomateriais metálicos na saúde dos astrócitos, células que controlam as respostas neurológicas.

“O potencial de neurotoxicidade é maior em alguns materiais do que em outros, devido às diferentes maneiras como suas formas permitem que eles se movam e sejam transportados”, afirmou Zhiling Guo, outro pesquisador da Universidade de Birmingham.

Ainda assim, os cientistas acreditam que a descoberta é positiva, pois ajudará a projetar nanomateriais mais seguros, capazes de aperfeiçoar medicamentos para doenças cerebrais.

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Um estudo pode ter encontrado a resposta para como o nosso cérebro organiza fatos em ordem cronológica e como conseguimos lembrar das coisas na hora certa em que elas aconteceram. As responsáveis para isso seriam as “células do tempo”, neurônios que ficam no hipocampo e podem ser responsáveis pelo fluxo temporal.

Os testes em ratos mostraram que conjuntos de neurônios específicos são usados ​​para apoiar a lembrança de eventos e o planejamento de sequências de ação. “Criar memórias episódicas requer ligar eventos distintos de uma experiência com fidelidade temporal”, explicam os pesquisadores em seu estudo.

Células do tempo

“Dada a importância do hipocampo no aprendizado de ordem de sequência e julgamentos de ordem temporal, testamos se os neurônios do hipocampo humano representavam informações temporais enquanto os participantes aprendiam a ordem de uma sequência de itens”, completa ainda o estudo.

A pesquisa em humanos foi feita em pacientes que estavam em tratamento para epilepsia e não foi necessário nenhum implante, apenas eletrodos, o que garantiu a segurança do procedimento. Durante as sessões, em que imagens eram exibidas, os eletrodos gravaram neurônios específicos no hipocampo disparando em resposta ao experimento.

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Os resultados mostraram que as “células do tempo” foram ativadas quando as imagens deixaram de ser exibidas. “Observou-se que células de tempo disparavam em momentos sucessivos nesses períodos em branco”, explicaram os pesquisadores.

“A modulação temporal durante esses períodos de intervalo não pode ter sido impulsionada por eventos externos; em vez disso, eles parecem representar um sinal temporal em evolução como resultado de mudanças na experiência dos pacientes durante esse tempo de espera”, completa a pesquisa.

O estudo concluiu que as “células do tempo” são capazes de codificar as experiências obtidas pelos seres humanos na ordem dos acontecimentos. Isso vale para as memórias, mas também para estímulos sensoriais e outros tipos de reações.

“Central para nossa experiência de reviver o passado é nossa capacidade de recordar vividamente eventos específicos que ocorreram em um lugar específico e em uma ordem temporal específica … Nossos resultados fornecem evidências adicionais de que os neurônios humanos do hipocampo representam o fluxo do tempo em uma experiência”, finalizam.

Via  The Journal of Neuroscience

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Parece que armas que ‘fritam’ o cérebro não são só coisa de filme. Esse microondas que pode causar lesões no cérebro foi desenvolvido pela empresa norte-americana WaveBand Corporation, em 2014. Era um protótipo, destinado aos fuzileiros navais dos EUA.

Segundo o jornal britânico The Guardian, cientistas que sabiam sobre o projeto afirmaram que não aconteceram testes em humanos por ética. Assim, o projeto de arma que frita o cérebro foi cancelado. Além dos Estados Unidos “vários países” desenvolveram essas armas microondas.

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“O estado dessa ciência foi em sua maior parte, senão abandonado, praticamente deixado de lado nos Estados Unidos – mas não foi em outro lugar”, disse o professor de neurologia e ética James Giordano, do Centro Médico da Universidade de Georgetown.

O professor é também bolsista sênior em biotecnologia, biossegurança e ética no US Naval War College. No final de 2016, ele foi contratado como conselheiro pelo governo, após cerca de duas dúzias de diplomatas norte-americanos adoecerem em Havana, capital de Cuba.

Esses profissionais sofreram de problemas neurológicos causados por uma arma de energia direcionada misteriosa. Giordano participou de uma avaliação para o Comando das Forças Especiais dos EUA sobre países que estaria desenvolvendo essa tecnologia.

Em 2016 e em 2018, diplomatas norte-americanos apresentaram problemas neurológicos. Imagem: Shutterstock

“Ficou claro que parte do trabalho que foi conduzido na ex-União Soviética foi retomado pela Rússia e seus proxies satélites”, disse o professor. Giordano ainda acrescentou que a China desenvolveu dispositivos de energia direcionada, mas para testar a estrutura de vários materiais.

A tecnologia em questão, porém, pode ser adaptada para armas. Diplomatas e oficiais de inteligência dos Estados Unidos também surgiram com lesões cerebrais, na China, em 2018, em uma segunda onda do problema. Giordano, porém, não pode dar mais detalhes sobre que país desenvolveu qual tipo de dispositivo.

“Isso foi importante – e um tanto assustador – para nós, porque representou um estado de avanço e sofisticação desses tipos de instrumentos que até então não se pensava ser realizado”, concluiu o professor.

Via: Boing Boing

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Um milímetro cúbico do nosso cérebro equivale a mais ou menos 1,4 petabytes de dados. É o que determinou a parceria entre o Google e a Universidade de Harvard, que mapeou um milímetro cúbico do cérebro humano.

O trabalho reuniu informações da reconstrução de dezenas de milhares de neurônios, milhões de fragmentos de neurônios, 130 milhões de sinapses detectadas, 104 enzimas polimerases e muitas outras anotações e estruturas subcelulares.

O córtex, onde o Google e a Universidade de Harvard realizaram o mapeamento do cérebro humano, é uma das partes mais importantes do corpo, consistindo de uma camada fina que desempenha funções mais do que necessárias: pensamento, memória, planejamento, percepção, atenção, e interpretação de linguagens.

Os pesquisadores cortaram o tecido em mais de 5 mil sessões individuais de 30 nanômetros cada, e agruparam essas seções em pequenos wafers de silicone, para criar uma imagem do tecido cerebral com uma resolução de quatro nanômetros.

O resultado são 225 milhões de imagens individuais em duas dimensões, alinhadas em um pano de fundo em 3D.

Os próximos passos, segundo a empresa, envolvem extrapolar esses números: segundo ela, o 1,4 petabyte extraído do cérebro humano corresponde a “um milionésimo” do volume de um cérebro completo.

Se você quiser navegar pelo que parceria entre o Google e a Universidade de Harvard mapearam, basta acessar a página dedicada do projeto. O link você encontra no nosso site, o olhardigital.com.br

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Um experimento com 36 pessoas testou um terceiro polegar robótico e demonstrou a capacidade do cérebro humano de se adaptar a uma parte do corpo inteiramente nova.

A iniciativa se chama Third Thumb e começou como um projeto de graduação premiado no Royal College of Art em Londres, na Inglaterra.

A designer Dani Clode, que trabalha com projetos de próteses para braços, decidiu explorar as possibilidades de uso de um “polegar extra”..

A criação pode ter benefícios como auxiliar em tarefas repetitivas, difíceis e fisicamente exigentes ou beneficiar as pessoas que perderam permanente ou temporariamente o uso de uma das mãos. Também pode resultar em capacidades e atividades inteiramente novas.

O terceiro polegar é uma extensão de polegar impressa em 3D flexível para a mão, controlada com a ajuda dos pés.

Ao final dos testes, alguns dos participantes relataram que começaram a sentir que o polegar estava se tornando parte de seus corpos. Eles também tiveram os cérebros examinados antes e depois do experimento. Cientistas observaram evidências de plasticidade cerebral ao estudar como as próteses são representadas pelos usuários.

No futuro, a equipe pretende desenvolver um terceiro polegar que seja mais fácil de usar.

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Já pensou em ter um dedo a mais e poder controlar com o próprio cérebro? Um experimento com 36 pessoas testou um terceiro polegar robótico e demonstrou a capacidade do cérebro humano de se adaptar a uma parte do corpo inteiramente nova e ainda de maneiras que os pesquisadores estão buscando entender.

A iniciativa se chama Third Thumb e começou como um projeto de graduação premiado no Royal College of Art em Londres, na Inglaterra. “Era uma forma de entender melhor como controlar algo extra preso ao meu corpo”, explicou a designer Dani Clode e complementou que “ como designer de próteses de braço, eu queria entender a relação única entre elas e as pessoas. É um algo diferente de qualquer outro produto e eu queria explorar isso.”

Um polegar a mais pode ajudar uma série de benefícios, como: auxiliar em tarefas repetitivas, difíceis e fisicamente exigentes ou beneficiar as pessoas que perderam permanente ou temporariamente o uso de uma das mãos. Também pode resultar em capacidades e atividades inteiramente novas.

“Em um nível mais cotidiano, alguns de nossos participantes relataram usar o polegar para virar as páginas de um livro enquanto descascavam uma banana ou abriam uma garrafa”, disse a neurocientista Paulina Kieliba.

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Os participantes do estudo utilizaram os dispositivos para realizar várias tarefas, construir uma torre de blocos, manipular várias bolas simultaneamente ou mexer uma xícara de café com uma colher, por exemplo.

“O terceiro polegar é uma extensão de polegar impressa em 3D flexível para sua mão, controlada por seus pés”, afirmou Clode, designer da UCL. Além disso, eles tiveram acesso ao dispositivo por cinco dias e seus cérebros foram examinados antes e depois do experimento. Com isso, aprenderam a incorporar em suas rotinas diárias ao usar entre duas e seis horas por dia. 

Ao final dos testes, “alguns de nossos participantes até relataram que começaram a sentir que o polegar estava se tornando parte de seus corpos”, disse Clode. Ao mesmo tempo, os cientistas observaram evidências de plasticidade cerebral ao estudar como as próteses são representadas nos cérebros de usuários.

A plasticidade cerebral pode ser entendida como um “processo bidirecional”, no qual o cérebro vai adaptar tanto a representação da prótese quanto o corpo do usuário para melhorar a adaptabilidade, disse ela. No futuro, a equipe pretende desenvolver um terceiro polegar que seja fácil de usar.

Fonte: Gizmodo

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