Como os neurônios superam o “não”

Como os neurônios superam o “não”

Neurônios inibitórios visam os neurônios de resposta mais fraca no cérebro para facilitar a transmissão de sinais

LA JOLLA—Ao olhar para uma paisagem complexa, o olho precisa se concentrar em detalhes importantes sem perder o quadro geral – um leão atacando em uma selva, por exemplo. Agora, um novo estudo realizado por cientistas da Salk mostra como os neurônios inibitórios desempenham um papel crítico nesse processo.

O estudo, publicado em 25 de maio de 2021, na revista Cell Reports, mostra que os neurônios inibitórios fazem mais do que apenas inibir a atividade neuronal como um interruptor; paradoxalmente, eles na verdade aumentam a quantidade de informação transmitida pelo sistema nervoso quando ele precisa ser flexível. Para tornar isso possível, os neurônios inibitórios precisam ser integrados ao circuito de uma maneira específica. Essas observações podem ajudar os cientistas a entender e tratar melhor os distúrbios que envolvem nossa capacidade de focar e modular os sinais com base no quadro geral, que são alterados em condições como transtornos de ansiedade e déficit de atenção.

“Este trabalho aponta para um novo papel para os neurônios inibitórios, que geralmente são considerados apenas supressores e organizadores da atividade”, diz o professor Tatiana Sharpe, que conduziu o estudo. “O papel dos neurônios inibitórios vai muito além. Ao visar apenas os neurônios com resposta mais esparsa, os neurônios inibitórios possibilitam que todo o circuito funcione bem. Isso é completamente novo.”

O novo trabalho foi motivado por questões não respondidas de um estudo anterior sobre a diversidade de taxas de resposta entre os neurônios da retina. A retina é uma parte do olho que converte as luzes em sinais elétricos para serem enviados ao cérebro. “Surpreendentemente, quando observamos as células da retina que não estavam respondendo muito, suas taxas de transferência de informações aumentaram na presença de modulação”, diz o primeiro autor Wei-Mien Hsu, pós-doutorado no laboratório Sharpee. “O truque para tornar possível esse fenômeno inesperado é aplicar o sinal de modulação por meio de neurônios inibitórios.”

Embora os pesquisadores tenham testado a teoria em neurônios envolvidos na visão, as descobertas podem se aplicar amplamente a neurônios encontrados em todo o cérebro e sistema nervoso, acrescenta Sharpee, que ocupa a cadeira Edwin K. Hunter em Salk.

O próximo passo nessa linha de pesquisa é estudar como o fenômeno funciona em grandes conjuntos de neurônios.

Outros autores do estudo foram David B. Kastner, da Escola de Medicina de San Francisco, da Universidade da Califórnia, e Stephen A. Baccus, da Escola de Medicina da Universidade de Stanford.

A pesquisa foi apoiada por um prêmio AHA-Allen Initiative in Brain Health and Cognitive Impairment, 19PABH134610000; um prêmio do National Institute On Aging, P30AG068635; uma concessão NSF IIS-172442; um prêmio NSF Next Generation Networks for Neuroscience Program, 2014217), NIH concede U19NS112959 e P30AG068635; um Prêmio Especial Salk Women & Science de 2016; um Bert and Ethel Aginsky Research Scholar Award, e NIH (NEI) concede R01EY022933 e R01EY025087.

DOI: 10.1016 / j.celrep.2021.109158