Descoberta evolutiva: o papel do cerebelo na cognição humana
Pesquisadores da Universidade de Heidelberg desvendam a evolução do cerebelo em humanos, camundongos e gambás, destacando sua estrutura complexa e sua importância para a evolução cognitiva humana. O estudo revela uma compreensão mais profunda sobre o desenvolvimento do cérebro e
Mapa genético do cerebelo oferece novas perspectivas sobre o cérebro humano
Cientistas da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, conseguiram um importante avanço no entendimento da evolução cognitiva humana ao mapear o desenvolvimento do cerebelo. Este estudo pioneiro lançou luz sobre a complexa estrutura do cerebelo e sua relevância significativa na evolução das capacidades cognitivas humanas, concentrando-se especialmente nos neurônios de Purkinje e nas variações genéticas que ocorreram ao longo de 160 milhões de anos.
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Contribuição do cerebelo para a evolução cognitiva
Embora o desenvolvimento das habilidades cognitivas superiores humanas esteja principalmente associado ao crescimento do neocórtex, área do cérebro essencial para o pensamento consciente, movimento e percepção sensorial, o Prof. Henrik Kaessmann, do Centro de Biologia Molecular da Universidade de Heidelberg, ressalta que o cerebelo, conhecido como o “pequeno cérebro”, também se expandiu durante a evolução e provavelmente contribui para as capacidades únicas dos seres humanos. Em colaboração com o Prof. Dr. Stefan Pfister do Hopp Children’s Cancer Center Heidelberg, a equipe de Kaessmann gerou mapas genéticos abrangentes do desenvolvimento celular nos cerebelos de humanos, camundongos e gambás, identificando características celulares e moleculares ancestrais e específicas de cada espécie.
O assombroso detalhamento do cerebelo
O cerebelo, localizado na parte posterior do crânio e abrigando cerca de 80% dos neurônios do cérebro humano, foi tradicionalmente considerado uma região cerebral de arquitetura celular simples. No entanto, o grupo liderado pelo Prof. Kaessmann desvendou uma heterogeneidade pronunciada dentro dessa estrutura cerebral. Utilizando tecnologias de sequenciamento de célula única e procedimentos de mapeamento espacial, os pesquisadores classificaram sistematicamente todos os tipos celulares no cerebelo em desenvolvimento das três espécies estudadas.
Neurônios de Purkinje e a função cognitiva
A pesquisa destacou que, no cerebelo humano, a proporção de células de Purkinje, neurônios grandes e complexos cruciais para a função cerebelar, é quase o dobro da encontrada em camundongos e gambás durante as fases iniciais do desenvolvimento fetal. Este aumento é impulsionado principalmente por subtipos específicos de células de Purkinje que se formam antecipadamente durante o desenvolvimento e que provavelmente se comunicam com áreas neocorticais envolvidas em funções cognitivas no cérebro maduro. Dr. Mari Sepp, pesquisadora pós-doutoral do grupo de Kaessmann, sugere que a expansão desses tipos específicos de células de Purkinje durante a evolução humana apoia funções cognitivas superiores em humanos.
Compreendendo a evolução através da análise genética
A equipe de Heidelberg aplicou abordagens bioinformáticas para comparar os programas de expressão gênica nas células do cerebelo dos humanos, camundongos e gambás, identificando genes com perfis de atividade específicos para cada tipo celular que foram conservados ao longo da evolução. Mais de 1000 genes com perfis de atividade distintos entre as três espécies foram identificados, indicando que genes ancestrais adquiriram novos perfis de atividade em novos tipos celulares durante a evolução, potencialmente alterando as propriedades dessas células, conforme explicado pelo Dr. Kevin Leiss, na época estudante de doutorado do grupo de pesquisa do Prof. Kaessmann.
Impacto na pesquisa biomédica
Vários dos genes com perfis de atividade que diferem entre humanos e camundongos, o organismo modelo mais utilizado na pesquisa biomédica, estão associados a distúrbios do desenvolvimento neurológico ou tumores cerebrais infantis, como esclarece o Prof. Pfister. A descoberta apresentada pelo estudo sugere que os resultados podem oferecer orientações valiosas na busca por sistemas modelo adequados, indo além do modelo de camundongo, para explorar tais doenças.
A pesquisa contou com a participação de cientistas de Berlim, China, França, Hungria e Reino Unido, além dos pesquisadores de Heidelberg. O estudo foi financiado pelo European Research Council e os dados estão disponíveis em um banco de dados público.
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