Entendendo a matéria cinzenta e branca do cérebro

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 A rede neural do cérebro, que inclui tanto a matéria cinzenta quanto a branca. Pasieka/Science Photo Library via Getty Images

Quem não contemplou como se forma uma memória, uma frase gerada, um pôr do sol apreciado, um ato criativo realizado ou um crime hediondo cometido?

O cérebro humano é um órgão de três quilos que permanece em grande parte um enigma. Mas a maioria das pessoas já ouviu falar do cérebro matéria cinzenta, que é necessário para funções cognitivas, como aprender, lembrar e raciocinar.

Mais especificamente, a massa cinzenta refere-se a regiões em todo o cérebro onde as células nervosas – conhecidos como neurônios – estão concentrados. A região considerada mais importante para a cognição é o córtex cerebral, uma fina camada de massa cinzenta na superfície do cérebro.

Mas a outra metade do cérebro – a matéria branca – é muitas vezes esquecido. A matéria branca fica abaixo do córtex e também mais profundamente no cérebro. Onde quer que seja encontrada, a substância branca conecta os neurônios dentro da substância cinzenta entre si.

Eu sou um professor de neurologia e psiquiatria e o diretor da seção de neurologia comportamental da Faculdade de Medicina da Universidade do Colorado. Meu trabalho envolve a avaliação, tratamento e investigação de idosos com demência e jovens com traumatismo cranioencefálico.

Descobrir como esses distúrbios afetam o cérebro motivou muitos anos de meu estudo. Acredito que entender a matéria branca talvez seja a chave para entender esses distúrbios. Mas até agora, os pesquisadores geralmente não deram à matéria branca a atenção que ela merece.

Os cerca de 100 bilhões de neurônios no cérebro humano estão conectados uns aos outros por axônios, muitos dos quais são cercados pela bainha de mielina. Esses axônios, juntamente com sua mielina, compõem a substância branca, que ajuda a facilitar a comunicação entre os neurônios em todo o cérebro. 

Descobrindo a substância branca

Essa falta de reconhecimento decorre em grande parte da dificuldade em estudar a matéria branca. Por estar localizado abaixo da superfície do cérebro, mesmo as imagens de alta tecnologia não podem resolver facilmente seus detalhes. Mas descobertas recentes, possibilitadas por avanços em imagens cerebrais e exames de autópsia, estão começando a mostrar aos pesquisadores o quão crítica é a matéria branca.

A matéria branca é composta por muitos bilhões de axônios, que são como cabos longos que transportam sinais elétricos. Pense neles como caudas alongadas que atuam como extensões dos neurônios. Os axônios conectam os neurônios uns aos outros em junções chamadas sinapses. É aí que ocorre a comunicação entre os neurônios.


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Os axônios se reúnem em feixes, ou tratos, que percorrem todo o cérebro. Colocados de ponta a ponta, seu comprimento combinado em um único cérebro humano é de aproximadamente 85,000 milhas. Muitos axônios são isolado com mielina, uma camada principalmente de gordura que acelera a sinalização elétrica, ou comunicação, entre os neurônios em até 100 vezes.

Esse aumento de velocidade é crucial para todas as funções cerebrais e é em parte porque o Homo sapiens tem capacidades mentais únicas. Enquanto não há dúvida nossos grandes cérebros devido à adição de neurônios da evolução ao longo de eras, houve um aumento ainda maior aumento da massa branca ao longo do tempo evolutivo.

Este fato pouco conhecido tem implicações profundas. O aumento do volume de substância branca – principalmente das bainhas de mielina que envolvem os axônios – aumenta a eficiência dos neurônios na substância cinzenta para otimizar a função cerebral.

Imagine uma nação de cidades que funcionam de forma independente, mas não estão ligadas a outras cidades por estradas, fios, internet ou qualquer outra conexão. Este cenário seria análogo ao cérebro sem matéria branca. Funções superiores, como linguagem e memória, são organizadas em redes nas quais regiões de matéria cinzenta são conectadas por tratos de matéria branca. Quanto mais extensas e eficientes forem essas conexões, melhor o funcionamento do cérebro.

Substância branca e Alzheimer

Dado o seu papel essencial nas conexões entre as células cerebrais, substância branca danificada pode perturbar qualquer aspecto da função cognitiva ou emocional. A patologia da substância branca está presente em muitos distúrbios cerebrais e pode ser grave o suficiente causar demência. Danos à mielina são comuns nesses distúrbios e, quando a doença ou lesão é mais grave, os axônios também podem ser danificados.

Há mais de 30 anos, meus colegas e eu descrevemos essa síndrome como demência da substância branca. Nessa condição, a substância branca disfuncional não está mais funcionando adequadamente como um conector, o que significa que a substância cinzenta não pode agir em conjunto de maneira contínua e síncrona. O cérebro, em essência, foi desconectado de si mesmo.

Igualmente importante é a possibilidade de que a disfunção da substância branca desempenhe um papel em muitas doenças atualmente consideradas originárias da substância cinzenta. Algumas dessas doenças teimosamente desafiam a compreensão. Por exemplo, suspeito que danos na substância branca podem ser críticos nas fases iniciais da doença de Alzheimer e lesão cerebral traumática.

Alzheimer é o tipo mais comum de demência em indivíduos mais velhos. Pode prejudicar a função cognitiva e roubar as pessoas de sua própria identidade. Não existe cura ou tratamento eficaz. Desde então Observações de Alois Alzheimer em 1907 de proteínas da matéria cinzenta – chamadas amilóide e tau – os neurocientistas acreditam que o acúmulo dessas proteínas é o problema central atrás do Alzheimer. No entanto, muitos medicamentos que removem essas proteínas não pare o declínio cognitivo dos pacientes.

Descobertas recentes sugerem cada vez mais esse dano à substância branca – precedendo o acúmulo dessas proteínas – pode ser o verdadeiro culpado. À medida que os cérebros envelhecem, eles geralmente experimentam uma perda gradual do fluxo sanguíneo devido ao estreitamento dos vasos que transportam o sangue do coração. O fluxo sanguíneo mais baixo afeta fortemente a substância branca.

Surpreendentemente, há até evidências de que formas hereditárias de Alzheimer também apresentam anormalidades precoces da substância branca. Isso significa que as terapias destinadas a manter o fluxo sanguíneo para a substância branca podem ser mais eficazes do que tentar desalojar proteínas. Um tratamento simples que pode ajudar é controlando a pressão alta, pois isso pode reduzir a gravidade das anormalidades da substância branca.

Da Loma Linda University Health: Novas descobertas para ajudar milhões de pessoas com lesões cerebrais traumáticas.

Substância branca e lesão cerebral traumática

Pacientes com traumatismo cranioencefálico, particularmente aqueles com lesões moderadas ou graves, podem ter incapacidade permanente. Um dos resultados mais sinistros do TCE é encefalopatia traumática crônica, uma doença cerebral que se acredita causar demência progressiva e irreversível. Em pacientes com TCE, o acúmulo de proteína tau na substância cinzenta é evidente.

Os pesquisadores reconheceram há muito tempo que os danos na substância branca são comuns em pessoas que sofreram um TCE. Observações do cérebro daqueles com lesões cerebrais traumáticas repetitivas – jogadores de futebol e veteranos militares têm sido frequentemente estudados – mostraram que o dano à substância branca é proeminente e pode preceder o aparecimento de proteínas emaranhadas na substância cinzenta.

Entre os cientistas, há um entusiasmo crescente sobre o novo interesse na matéria branca. Os pesquisadores agora estão começando a reconhecer que o foco tradicional no estudo da matéria cinzenta não produziu os resultados esperados. Aprender mais sobre a metade do cérebro conhecida como matéria branca pode nos ajudar nos próximos anos a encontrar as respostas necessárias para aliviar o sofrimento de milhões.

Sobre o autor

Christopher Filley, Professor de Neurologia e Psiquiatria, Universidade do Colorado Anschutz Medical Campus

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.


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