12/01/2020, por Teresa Carey - Abaixe essa lanterna, isso não é tão assustador quanto parece. Esta pesquisa pode algum dia levar a terapias clínicas para tratar convulsões, depressão ou tremores. Karl Deisseroth uma vez controlou células cerebrais em uma placa de Petri usando luz. Agora, quase duas décadas depois, sua nova pesquisa está demonstrando assustadoramente o próximo nível de controle da mente – manipulando sinais cerebrais em um cérebro de camundongo vivo com lasers – sem necessidade de cirurgia.
Percorremos um longo caminho na manipulação de padrões cerebrais – desde o controle de células cerebrais isoladas em laboratório até o uso de implantes cirúrgicos em animais vivos.
Os pesquisadores até projetaram experiências artificiais na mente dos camundongos usando uma técnica chamada Inception – quero dizer, optogenética.
A optogenética é uma técnica biológica que usa luz de diferentes frequências para controlar células cerebrais geneticamente modificadas. Os neurônios modificados têm proteínas sensíveis à luz chamadas opsinas. Pulsos de luz podem estimular as opsinas, que, por sua vez, podem fazer com que um neurônio dispare ou não. Usando lasers infravermelhos, os cientistas podem atingir células cerebrais individuais e desencadear (ou parar) novos padrões no cérebro.
Em outras palavras: luz + engenharia genética = controle da mente. (Pelo menos, um pouco disso – em camundongos.)
Outros pesquisadores usaram a optogenética para mapear os circuitos do cérebro, decodificar sinais cerebrais causadores de dor e descobrir o código do vício. Os pesquisadores esperam usar as lições aprendidas com esse tipo de controle da mente para o bem – como desenvolver terapias clínicas para humanos que interrompam convulsões, ajudem com problemas neurológicos como depressão ou controlem tremores em pessoas com doença de Parkinson.
O experimento
Até agora, a técnica – estudada principalmente em camundongos – geralmente exigia implantes invasivos ou fibras amarradas presas no crânio do camundongo para enviar os pulsos de luz ao cérebro. Em abril, Deisseroth, um bioengenheiro da Universidade de Stanford, foi capaz de alterar o número de convulsões em camundongos e reprogramar o cérebro do animal para exibir uma tendência maior à socialização – apenas iluminando através de um pequeno orifício perfurado no crânio.
Agora, Deisseroth elevou a técnica a um novo nível. Em um artigo publicado na Nature Biotechnology, ele descreve uma variante do método sem implantes e sem cirurgia. A equipe iluminou o crânio de um camundongo com uma luz especial, que ativou neurônios de até 7 milímetros de profundidade no mesencéfalo. Foi a primeira demonstração dessa técnica que conseguiu controlar as células cerebrais sem intervenção cirúrgica.
Mais uma vez, eles conseguiram controlar as convulsões em camundongos epilépticos e promover o comportamento social. Os neurônios não respondem naturalmente à luz. Assim, um ingrediente essencial na optogenética é a engenharia genética – a implantação de um gene opsina no cérebro.
Normalmente, um retrovírus que carrega o gene opsina é injetado diretamente no cérebro com uma agulha. Mas a equipe de Deisseroth queria evitar a penetração no cérebro – mesmo com uma agulha, relata o IEEE Spectrum. Então, eles injetaram um vírus adenovírus modificado no sangue para entregar o gene da opsina ao cérebro através da barreira hematoencefálica.
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Como tornar as células sensíveis à luz foi estabelecido em roedores, mas permanece imprevisível em macacos. E embora 7 milímetros de profundidade possam ser suficientes para um cérebro do tamanho de um camundongo, os cientistas não conseguiram iluminar tecido cerebral suficiente em primatas maiores para causar impacto.
Para impulsionar o campo, cientistas de 45 laboratórios de optogenética de primatas estão se unindo para criar o banco de dados aberto de optogenética de primatas não humanos. O banco de dados de código aberto contém detalhes de sucessos e fracassos – alguns dos quais não publicados – para que os pesquisadores possam aprender uns com os outros, em vez de continuar reinventando a roda, relata a Science.
“Percebemos que havia pesquisas neste campo que não haviam sido publicadas, em que as pessoas haviam tentado diferentes técnicas, diferentes vetores virais e nunca relataram isso”, disse Michael Platt, neurocientista da Universidade da Pensilvânia.
“Apesar de todos os trabalhos publicados, nenhum deles foi coletado em um único banco de dados. Essa foi a inspiração para este esforço monumental liderado por Sébastien (Tremblay). Tremblay é pós-doutorando no laboratório de Platt.
Enquanto isso, a equipe de Deisseroth espera desenvolver uma raça de camundongos com uma nova opsina chamada ChRmine em suas células.
“Esperamos que esta seja uma ferramenta de pesquisa amplamente disponível e aplicável”, disse Deisseroth ao IEEE Spectrum. “Estamos empolgados em compartilhar essa capacidade com todos.”
O próximo passo: controle mental não invasivo em peixes, depois em primatas não humanos.
Fonte: https://www.freethink.com