Como o cérebro de um bebê se prepara para o mundo exterior

Como o cérebro de um bebê se prepara para o mundo exterior

O cérebro em desenvolvimento não é meramente uma versão reduzida de um adulto, mas é projetado exclusivamente para se preparar para o mundo externo. Tem estruturas e funções cujo único papel é estabelecer os circuitos básicos necessários para a vida após o nascimento, que depois desaparecem depois de cumpridos seus deveres. Sabemos, por meio do estudo de bebês nascidos prematuramente, que, mesmo nesse estágio inicial, o cérebro é extremamente ativo, mas de um modo altamente específico a essa época da vida.

Estudos em animais demonstraram que as células cerebrais imaturas disparam sozinhas, um pouco como as células marcapasso no coração. O disparo dessas células é extremamente coordenado para que possa fornecer as instruções iniciais para a fiação e manutenção dos circuitos neuronais do cérebro. Estes são passos iniciais fundamentais, que se interrompidos ou perturbados, pode alterar todo o processo pelo qual o cérebro amadurece. Dada a sua importância, queríamos estudar estes passos em recém-nascidos prematuros.

Explosões de atividade

Como os neurônios dentro do cérebro se comunicam entre si usando sinais elétricos, podemos medir essa atividade como "ondas cerebrais" usando sensores de EEG (eletroencefalografia) posicionados na cabeça. Alguns de nós na University College London utilizaram com sucesso este método nos últimos anos da 20 para analisar atividade durante convulsões e estudar como o cérebro de um bebê pode processar toque e dor mesmo antes do tempo de parto normal.

O EEG também pode ser usado para registrar a atividade no cérebro de um bebê prematuro ao descansar e mostrou consiste em enormes explosões que normalmente não são vistas em nenhum outro momento. Mas enquanto nós sabemos há muito tempo sobre como a atividade se parece com o EEG e quando isso acontece, nunca sabemos onde no cérebro a atividade está realmente ocorrendo.

A chave para resolver essa questão foi combinar as gravações de EEG com a ressonância magnética funcional (fMRI). Quando os neurônios no cérebro disparam, eles precisam de combustível (oxigênio e glicose) que é levado a uma área “ativa” através da corrente sanguínea.

Usando fMRI, é possível medir com precisão as mudanças nos níveis de oxigênio e fluxo sanguíneo em todo o cérebro, com uma precisão de poucos milímetros. Mas isso é apenas em uma escala de tempo que o scanner de ressonância magnética e mudanças de fluxo de sangue relativamente lentas permitem. Portanto, a combinação de EEG (que pode medir a atividade elétrica rápida, mas se esforça para localizá-lo) e fMRI (que mede a resposta do fluxo sanguíneo acoplado lento, mas pode localizá-lo precisamente) foi ideal para descobrir onde as explosões de atividade estão vindo de dentro de um cérebro do bebê prematuro.

Descoberta "ilha"

Esse tipo de experimento nunca havia sido feito antes e sabíamos que seria extremamente desafiador, por isso colaboramos com uma equipe do King's College de Londres, que tinha uma vasta experiência e conhecimento dos métodos de ressonância magnética funcional. Registramos a atividade cerebral de dez bebês prematuros enquanto eles estavam naturalmente dormindo com as duas técnicas simultaneamente.

E os primeiros dados em nosso estudo, publicado no eLife, sugerido onde as ondas cerebrais prematuras estavam sendo geradas.

Cada bebê teve freqüentes rajadas de atividade em seu EEG e, com a fMRI, pudemos ver que a maioria deles vinha de uma região do cérebro em forma de pirâmide escondida, chamada a insula. Esta é uma ilha de córtex (“insula” é o latim para ilha), que em adultos abrange papéis muito diversos, pois reúne informações físicas básicas com sinais emocionais, cognitivos e motivacionais.

Mostramos em nosso estudo que essa região específica do cérebro - para a qual pouca atenção foi paga até agora - também desempenha um papel importante na geração da atividade crítica que molda o cérebro em desenvolvimento. Na verdade, ela cresce mais rapidamente do que outras regiões do cérebro e forma conexões com o restante do cérebro durante o último trimestre de gestação no útero. Quão prematuro é um bebê e uso de drogas na gravidez tem um efeito adverso sobre esta região do cérebro.

A taxa de nascimentos prematuros está aumentando em muitos países europeus e especialmente no Reino Unido, onde o número de bebês nascidos em 22-25 semanas de gestação e internados em terapia intensiva nos últimos anos aumentou em 44%.

Esses bebês têm maior probabilidade de sobreviver graças aos avanços modernos nos cuidados hospitalares, mas estão expostos a um risco maior de problemas de desenvolvimento neurológico. Isso pode ser porque eles nasceram cedo demais e seu cérebro simplesmente não está pronto, pois ainda está passando por aquelas etapas de desenvolvimento que deveriam ter acontecido no ambiente protegido do útero. Como resultado, o cérebro pré-termo é mais suscetível a lesões que podem levar a incapacidades.

A ConversaçãoPortanto, é de fundamental importância entender como o cérebro em desenvolvimento trabalha para informar o atendimento dessa população vulnerável. E nossos resultados podem oferecer oportunidades novas e empolgantes para monitorar como o cérebro e sua atividade se desenvolvem em bebês prematuros e uma nova compreensão de como a lesão precoce leva a deficiências.

Sobre os Autores

Lorenzo Fabrizi, pesquisador do MRC, UCL e Tomoki Arichi, Docente Sênior Clínico do Centro para o Desenvolvimento do Cérebro, Faculdade Londres do rei

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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