Ondas cerebrais humanas detectadas em minicérebros cultivados em um prato
Os organóides formaram redes e produziram atividade elétrica semelhante à de bebês de seis a dez meses.
Os cientistas desenvolveram com sucesso minicérebros que, pela primeira vez, produzem ondas cerebrais semelhantes às observadas em embriões e bebês prematuros. Pesquisadores da Universidade da Califórnia, San Diego (UCSD) criaram os “cérebros” do tamanho de ervilhas, cultivando células-tronco em uma placa de Petri e testando sua atividade e expressão gênica ao longo de 10 meses. Eles esperam que os minicérebros lhes permitam estudar o desenvolvimento inicial do cérebro.
O estudo, publicado na revista Cell Stem Cell na quinta-feira, é do mesmo grupo de pesquisa que mostrou anteriormente que eram capazes de cultivar mini cérebros de Neandertal em laboratório. Desta vez, eles ficaram com o Homo sapiens, induzindo as células-tronco humanas a se tornarem células cerebrais, colocando-as em uma placa de Petri que simula o ambiente do desenvolvimento inicial do cérebro. Os mini cérebros 3D, conhecidos como “organoides”, amadurecem e criam redes celulares de células conectadas – um componente importante dos cérebros reais que permite que os sinais elétricos circulem.
Os cientistas desenvolveram com sucesso minicérebros que, pela primeira vez, produzem ondas cerebrais semelhantes às observadas em embriões e bebês prematuros. Pesquisadores da Universidade da Califórnia, San Diego (UCSD) criaram os “cérebros” do tamanho de ervilhas, cultivando células-tronco em uma placa de Petri e testando sua atividade e expressão gênica ao longo de 10 meses. Eles esperam que os minicérebros lhes permitam estudar o desenvolvimento inicial do cérebro.
O estudo, publicado na revista Cell Stem Cell na quinta-feira, é do mesmo grupo de pesquisa que mostrou anteriormente que eram capazes de cultivar mini cérebros de Neandertal em laboratório. Desta vez, eles ficaram com o Homo sapiens, induzindo as células-tronco humanas a se tornarem células cerebrais, colocando-as em uma placa de Petri que simula o ambiente do desenvolvimento inicial do cérebro. Os mini cérebros 3D, conhecidos como “organoides”, amadurecem e criam redes celulares de células conectadas – um componente importante dos cérebros reais que permite que os sinais elétricos circulem.
“Estamos um passo mais perto de ter um modelo que pode realmente gerar esses estágios iniciais de uma rede neural sofisticada”, disse Alysson Muotri, biólogo molecular da UCSD e autor do novo estudo, em um comunicado à imprensa. A equipe de Muotri vem trabalhando com organóides cerebrais há vários anos, trabalhando lentamente para construir um cérebro que funcionará como um modelo para estudos futuros. Atualmente, seu modelo é cerca de um milhão de vezes menor que o cérebro de um humano adulto.
“Você pode usar organóides cerebrais para várias coisas, incluindo entender o neurodesenvolvimento humano normal, modelagem de doenças, evolução do cérebro, exames de drogas e até mesmo para informar a inteligência artificial”, disse Muotri.
Para avaliar a atividade elétrica dos cérebros criados em laboratório, a equipe colocou eletrodos em sua placa de cultura. Eles encontraram evidências de atividade nos mini cérebros aos dois meses e atividade rítmica e constante aos seis meses.
Um algoritmo de aprendizado de máquina, treinado em um conjunto de dados de 567 gravações de sinais elétricos gerados por 39 bebês prematuros com idade entre seis e 10 meses de idade, foi alimentado com os sinais elétricos do minicéfalo. Ele previu com sucesso quantas semanas os organoides na placa de Petri tinham, demonstrando que eles podem imitar o desenvolvimento normal do cérebro inicial.
Embora isso não sugira que os cérebros em uma jarra e os cérebros infantis sejam funcionalmente a mesma coisa, fornece um trampolim para os cientistas testarem cérebros que são mais significativamente avançados do que os modelos anteriores e que reproduzem com precisão a condição humana melhor do que os modelos animais.
Claro, existem implicações éticas na reconstrução de um cérebro. Um dos cenários filosóficos mais instigantes é o experimento “cérebro em uma cuba”, que descreve uma condição em que um cérebro conectado a um supercomputador e recebendo sinais elétricos pode ainda pensar que está realmente vivo, embora exista apenas como um cérebro … em uma cuba. É uma espécie de cientista maluco, Matrix, se você realmente pensar a respeito.
O estudo não se esquiva das potenciais implicações éticas da criação de cérebros em miniatura e o próprio Muotri diz que cabe a nós decidir onde está o limite. Por enquanto, você não deve se preocupar com esses cérebros em um prato alcançando a consciência e de alguma forma sentindo que estão sendo experimentados. Muotri está convencido de que não há evidências de que eles tenham qualquer forma de consciência e as ondas cerebrais que a equipe viu podem nem ter nada a ver com a atividade em cérebros reais.