Segunda-feira, 4 de março de 2013. - Os biólogos da Escola de Artes e Ciências da Universidade Tufts em Medford, Massachusetts (Estados Unidos) conseguiram que olhos transplantados localizados longe da cabeça em um modelo de sapo possam conferir visão sem conexão neural direta no cérebro, de acordo com os resultados de sua pesquisa, publicada no "Journal of Experimental Biology". "Um dos grandes desafios é entender como o cérebro e o corpo se adaptam às principais mudanças na organização", diz Douglas J. Blackiston, principal autor do artigo. Na sua opinião, a pesquisa mostra "a notável capacidade do cérebro, ou plasticidade, de processar dados visuais de olhos fora do lugar, mesmo quando estão longe da cabeça".
Blackiston é um associado de pós-doutorado no laboratório do co-autor Michael Levin, professor de Biologia e diretor do Centro de Biologia Regenerativa e do Desenvolvimento da Universidade Tufts. Levin ressalta: "O principal objetivo da medicina é um dia ser capaz de restaurar a função de estruturas sensoriais danificadas ou ausentes através do uso de peças de reposição biológicas ou artificiais. Existem muitas implicações neste estudo, mas a principal em certo ponto. do ponto de vista médico, não é necessário fazer conexões específicas do cérebro no tratamento de distúrbios sensoriais, como a cegueira ".
Nesse experimento, a equipe removeu cirurgicamente os olhos de um embrião doador primário, marcado com proteínas fluorescentes, enxertou-os na região posterior dos embriões receptores, o que induziu o crescimento dos olhos ectópicos e eliminou os olhos naturais dos receptores, deixando apenas o ectópico A microscopia de fluorescência revelou diferentes padrões de inervação, mas nenhum dos animais desenvolveu nervos que conectavam os olhos ectópicos ao cérebro ou região craniana.
Para determinar se os olhos ectópicos transmitiam informações visuais, a equipe desenvolveu um sistema de treinamento visual controlado por computador, no qual os quadrantes da água eram iluminados por luzes LED vermelhas ou azuis e que podiam administrar um leve choque elétrico nos girinos que Eles nadavam em um quadrante em particular. Um sistema de rastreamento de movimento equipado com uma câmera e um programa de computador permitiu aos cientistas monitorar e registrar o movimento e a velocidade do girino.
Pouco mais de 19% dos animais com os nervos ópticos conectados à coluna demonstraram respostas aprendidas à luz, enquanto nadavam da luz vermelha, enquanto a luz azul estimulava seu movimento natural. Sua resposta às luzes obtidas durante os experimentos não foi diferente da de um grupo de controle de girinos com olhos naturais intactos, uma resposta que não foi demonstrada por girinos sem olhos ou girinos que não receberam choque elétrico.
"Isso nunca foi demonstrado antes", diz Levin, "ninguém teria imaginado que os olhos no flanco de um girino pudessem ver, especialmente quando eles estão conectados apenas à medula espinhal e não ao cérebro". Segundo os autores, os resultados sugerem uma plasticidade notável na capacidade do cérebro de incorporar sinais de várias regiões do corpo em programas comportamentais desenvolvidos com um design corporal específico e diferente.
"Os olhos ectópicos desempenham função visual", disse Blackiston, que enfatizou que o cérebro reconhece os dados visuais dos olhos que afetam a medula espinhal. "Ainda precisamos determinar se essa plasticidade no cérebro dos vertebrados se estende a diferentes órgãos ectópicos ou a órgãos apropriados em diferentes espécies", acrescentou este pesquisador.
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Blackiston é um associado de pós-doutorado no laboratório do co-autor Michael Levin, professor de Biologia e diretor do Centro de Biologia Regenerativa e do Desenvolvimento da Universidade Tufts. Levin ressalta: "O principal objetivo da medicina é um dia ser capaz de restaurar a função de estruturas sensoriais danificadas ou ausentes através do uso de peças de reposição biológicas ou artificiais. Existem muitas implicações neste estudo, mas a principal em certo ponto. do ponto de vista médico, não é necessário fazer conexões específicas do cérebro no tratamento de distúrbios sensoriais, como a cegueira ".
Nesse experimento, a equipe removeu cirurgicamente os olhos de um embrião doador primário, marcado com proteínas fluorescentes, enxertou-os na região posterior dos embriões receptores, o que induziu o crescimento dos olhos ectópicos e eliminou os olhos naturais dos receptores, deixando apenas o ectópico A microscopia de fluorescência revelou diferentes padrões de inervação, mas nenhum dos animais desenvolveu nervos que conectavam os olhos ectópicos ao cérebro ou região craniana.
Para determinar se os olhos ectópicos transmitiam informações visuais, a equipe desenvolveu um sistema de treinamento visual controlado por computador, no qual os quadrantes da água eram iluminados por luzes LED vermelhas ou azuis e que podiam administrar um leve choque elétrico nos girinos que Eles nadavam em um quadrante em particular. Um sistema de rastreamento de movimento equipado com uma câmera e um programa de computador permitiu aos cientistas monitorar e registrar o movimento e a velocidade do girino.
Pouco mais de 19% dos animais com os nervos ópticos conectados à coluna demonstraram respostas aprendidas à luz, enquanto nadavam da luz vermelha, enquanto a luz azul estimulava seu movimento natural. Sua resposta às luzes obtidas durante os experimentos não foi diferente da de um grupo de controle de girinos com olhos naturais intactos, uma resposta que não foi demonstrada por girinos sem olhos ou girinos que não receberam choque elétrico.
"Isso nunca foi demonstrado antes", diz Levin, "ninguém teria imaginado que os olhos no flanco de um girino pudessem ver, especialmente quando eles estão conectados apenas à medula espinhal e não ao cérebro". Segundo os autores, os resultados sugerem uma plasticidade notável na capacidade do cérebro de incorporar sinais de várias regiões do corpo em programas comportamentais desenvolvidos com um design corporal específico e diferente.
"Os olhos ectópicos desempenham função visual", disse Blackiston, que enfatizou que o cérebro reconhece os dados visuais dos olhos que afetam a medula espinhal. "Ainda precisamos determinar se essa plasticidade no cérebro dos vertebrados se estende a diferentes órgãos ectópicos ou a órgãos apropriados em diferentes espécies", acrescentou este pesquisador.
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