neurociencias

Visão através do toque

 Visão através do toque

8.6.2021

Uma abordagem que demonstra a incrível plasticidade do cérebro permitiu que as pessoas adquirissem “um novo sentido”. Pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências (WIS) projetaram um sistema que converte informações visuais em sinais táteis, possibilitando “ver” objetos distantes através do toque.

Pessoas cegas desde o nascimento e participantes de olhos vendados, após um treinamento de duas horas, aprenderam a identificar objetos corretamente em menos de 20 segundos, um nível de desempenho sem precedentes!

Com o Sistema ASenSub, desenvolvido no WIS, um conversor cria sinais táteis com base em informações visuais captadas por uma câmera anexada à mão do usuário. A imagem é convertida em sinais táteis através de um conjunto de 96 pinos colocados sob as pontas de três dedos da mesma mão. O brilho do pixel define a altura de cada pino. Se a câmera escaneia um triângulo preto em uma superfície branca, os pinos correspondentes aos pixels brancos permanecem planos, enquanto aqueles mapeados para pixels pretos são elevados, produzindo a sensação virtual de apalpar um triângulo.

 Segundo os cientistas, recriar a “sensação” de um objeto movimentando os dedos, permite usar estratégias sensoriais profundamente arraigadas.

Saiba mais: Sight through Touch: The Secret Is in the Hand Movements

Um suplemento alimentar natural reduz a ansiedade

 Um suplemento alimentar natural reduz a ansiedade

18.05.2021

De acordo com um novo estudo do Instituto Weizmann de Ciências,  é provável que os resultados em camundongos se apliquem aos humanos.

 A substância beta-sitosterol está presente em uma variedade de plantas comestíveis como abacate, e também em pistaches, amêndoas, óleo de canola, e alguns grãos e cereais,  ela tem sido comercializada há anos como suplemento. Nos camundongos, quantidades alcançadas apenas pelo consumo do suplemento, foram efetivas tanto por si só quanto em combinação sinérgica com um antidepressivo para reduzir a ansiedade, conforme a publicação na Cell Reports Medicine.

Os cientistas descobriram que a substância reduz a expressão de vários genes conhecidos por serem ativados em situações estressantes e altera metabólitos e neurotransmissores em áreas cerebrais envolvidas na ansiedade.

O Prof. Mike Fainzilber do departamento de Ciências Biomoleculares aponta: “Há necessidade de testes clínicos do uso de beta-sitosterol para reduzir a ansiedade em humanos. Até lá, recomendamos que as pessoas consultem seus médicos antes de tomar o suplemento para esse fim.”

OS CIENTISTAS: Prof. Michael Fainzilber e Dr. Nicolas Panayotis

 

Saiba mais: A Natural Food Supplement May Relieve Anxiety

O “liga e desliga” da fome no cérebro

As cientistas que podem nos tirar a fome (l-D) Dra Oksana Degtjarik, Dra Moran Shalev-Benami e doutoranda Hadar Israeli

  O “liga e desliga” da fome no cérebro

15.04.2021

 

Cientistas do Weizmann revelaram a estrutura 3D da molécula que processa os sinais metabólicos relacionados ao equilíbrio energético do corpo e envia os comandos que nos fazem sentir saciados.

Em um estudo publicado na revista  Science , pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências, juntamente com colegas da Queen Mary University of London e da Universidade Hebraica de Jerusalém, revelaram o mecanismo de ação do interruptor mestre para a fome no cérebro. O receptor MC4 é ativado por uma droga recentemente aprovada para o tratamento da obesidade grave (Setmelanotide).

O caminho para criar melhores fármacos para a obesidade começou pelo pedido de uma família que tinha ao menos oito membros com fome persistente. A história desta família de obesos mórbidos sensibilizou a Hadar Israeli (foto) doutoranda na Universidade Hebraica de Jerusalém. A família tinha uma única mutação no receptor MC4 então ela recorreu à Dra. Moran Shalev-Benami (foto) do Departamento de Biologia Química e Estrutural do Weizmann, perguntando se novos avanços na microscopia eletrônica poderiam ajudar a explicar como essa mutação em particular poderia produzir um efeito tão devastador.

Shalev-Benami iniciou um estudo e convidou a Israelii ao seu  laboratório como cientista visitante. Juntamente com a Dra. Oksana Degtjarik (foto), bolsista de pós-doutorado no laboratório, determinaram sua estrutura 3D usando microscopia eletrônica criogênica.

O receptor MC4 está presente em uma região cerebral que computa o equilíbrio energético do corpo processando uma variedade de sinais metabólicos.  Quando os níveis de energia caem, se produz um hormônio “tempo para comer” que inativa, ou desliga o receptor MC4, enviando um sinal de “ficar com fome”. Depois de comermos, um segundo, o hormônio “estou satisfeito” é liberado, se liga ao mesmo local trazendo-nos de volta ao padrão de saciedade. Mutações que inativam o MC4 fazem com que as pessoas sintam fome constante e agora é um alvo primordial para drogas anti-obesidade. Até agora não se sabia como exatamente essa troca de fome funciona.

Saiba mais: The Hunger Games: Uncovering the Secret of the Hunger Switch in the Brain

O tempo passa rápido! Ou não?

 

O tempo passa rápido! Ou não?

Pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências descobriram que a maneira como experimentamos a passagem do tempo pode ser distorcida por um processo no qual aprendemos a ajustar nossas expectativas.

Eles estudaram em voluntários o descompasso entre o esperado e o recebido (erro de previsão) e comprovaram que um erro de previsão positivo (receber a mais do que esperava) resulta em uma estimativa de tempo maior, enquanto receber menos do que o esperado, produz uma sensação de menos tempo. Com o equipamento de ressonância magnética funcional (fMRI)  descobriram que os dois erros de previsão e a sensação distorcida de tempo, ocorrem na mesma estrutura profunda no cérebro.

 Além do conhecimento básico, há evidências da importância para entender desordens como Parkinson, esquizofrenia e transtorno de déficit de atenção, nos quais as interrupções na capacidade de aprender são acompanhadas por um senso de tempo prejudicado.

Saiba mais: “Prediction errors” in learning occurring near the “time circuits” in our brain alter our sense of time

Mais perto de trazer alívio à dor crônica

 

 Mais perto de trazer alívio à dor crônica

Uma pesquisa multidisciplinar em três continentes gera a possibilidade de uma nova abordagem para tratamentos com remédios já conhecidos para outras finalidades. A pesquisa publicada na revista Science tem como alvo uma molécula que move mensagens de dor para os núcleos de células nervosas.

A dor crônica nem sempre tem uma causa clara e pode durar anos. Um novo estudo liderado por cientistas do Instituto Weizmann de Ciências sugere uma abordagem original para tratar essa aflição, alterando o caminho que leva à ativação de genes nas células nervosas que desempenham um papel em muitas formas de dor crônica. Os achados deste estudo foram publicados na revista Science.

Pesquisadores do Departamento de Ciências Biomoleculares estudaram umas moléculas que controlam o trânsito de informação dentro e fora dos núcleos das células chamadas importinas. Trabalhando com camundongos mutantes criados na Alemanha, descobriram que uma importina em particular, a alfa 3, seria importante para controlar o caminho da dor. Uma pesquisa mais aprofundada levou os cientistas a se interessarem também em outra molécula que é levada ao interior do núcleo dos neurônios pela mencionada importina chamada c-Fos.  Ao se acumular, a c-Fos produz dor crônica nos animais.

Na sequência utilizando vírus como ferramentas, os pesquisadores conseguiram desativar estas proteínas. O resultado foi que os camundongos sentiram menos dor.  Isso sugere que o bloqueio da atividade da importina alfa-3 pode ser um caminho para prevenir dor crônica duradoura.

Para acelerar a aplicação clínica do novo conhecimento, e com a ajuda de uma base de dados dos Estados Unidos, a Connectivity Map (CMap) foram identificadas 30 drogas que podiam interferir neste processo. Quase dois terços dos compostos identificados não eram conhecidos anteriormente por estarem associados ao alívio da dor. A equipe escolheu dois – um medicamento cardiotônico e um antibiótico –  testou-os novamente em camundongos e a injeção com esses compostos forneceu alívio dos sintomas de dor.

Interferir nessas moléculas-alvo poderia causar menos efeitos colaterais e ser menos viciantes do que os tratamentos atuais. Como se trata de medicamentos conhecidos,  a chegada ao mercado após os ensaios clínicos, poderia ser muito mais rápida..

Saiba mais: Targeting a Chronic Pain Gateway Could Bring Relief

 

Memória e sono: aroma de rosas para descobrir atividades cerebrais

 Memória e sono: aroma de rosas para descobrir atividades cerebrais

Pesquisadores do Weizmann realizam um experimento único envolvendo fragrâncias para consolidação da memória durante o sono. O estudo pode ajudar os pesquisadores a entender como o sono auxilia na memória e apontar para novos meios de lidar com vários tipos de traumas cerebrais, tanto emocionais quanto físicos

Odores podem ser uma ferramenta forte para reativar memórias durante o sono, segundo experimentos prévios realizados no Weizmann. No novo estudo, os voluntários cheiraram rosas e aprenderam os locais das palavras que foram apresentadas nos lados esquerdo ou direito de uma tela de computador. Depois se deitaram para tirar cochilos no laboratório, com eletrodos ligados para registrar sua atividade cerebral. Enquanto dormiam, a fragrância foi liberada novamente, mas desta vez, para uma única narina. O que os pesquisadores observaram foi que os dois hemisférios cerebrais apresentavam o tipo de atividade elétrica que está envolvida na consolidação da memória, mas a metade do cérebro que estava “cheirando as rosas” mostrou uma atividade mais sincronizada. Quando os sujeitos acordaram e retomaram o teste, eles tiveram mais sucesso em lembrar os locais das palavras apresentadas ao lado do cérebro estimulado com o cheiro enquanto dormiam.

Odores podem ser uma ferramenta forte para reativar memórias durante o sono

Como cada uma das narinas tem sua própria conexão com o mesmo lado do cérebro, este experimento mostrou que o processo de consolidação da memória durante o sono é, de fato, afetado por odores relacionados à memória. O experimento pode ser uma ferramenta poderosa para entender como as memórias são levadas do “armazenamento de curto prazo” para os bancos de memória mais permanentes, em uma parte diferente do cérebro.

De acordo com o Prof. Rony Paz, o estudo sugere que há um diálogo acontecendo todas as noites entre distintas partes do cérebro e o cheiro pode ser usado para melhorar, ou possivelmente interferir nesse diálogo.

O novo método pode eventualmente ir além do laboratório para fortalecer o processo de criação de memórias e restauração do equilíbrio nos casos de transtorno de estresse pós-traumático e apontar novos caminhos para tratamentos de lesões cerebrais por exemplo, no AVC.

 

Leia mais: One-Sided Memories and Sleep

 

 

Conheça o novo presidente do Weizmann

Prof. Alon Chen

Prof. Alon Chen

Prof. Alon Chen, no cargo desde o dia 1 de dezembro.

Nascido em Israel em 1970, Alon Chen é um neurocientista de renome mundial, que elucidou muitos mecanismos pelos quais o cérebro regula a resposta do corpo ao estresse e como essa resposta está ligada a distúrbios psiquiátricos. Nos últimos seis anos, foi pesquisador do Weizmann e diretor do Instituto Max Planck de Psiquiatria em Munique. Renunciou a esse papel na Alemanha para se concentrar em seu laboratório no Weizmann e seu novo cargo como presidente do Instituto Weizmann de Ciências.

Leia a entrevista na integra (em inglês): Prof. Alon Chen

Leia mais: Bio

Conheca a pesquisa: A personalidade dos animais

A personalidade dos animais

 

Cientistas liderados pelo neurocientista e presidente eleito do Instituto Weizmann, Prof Alon Chen, criaram um método para medir a personalidade animal. Um estudo em camundongos publicado no periódico Nature Neuroscience faz a conexão entre genes, comportamento e personalidade.

A personalidade é por definição algo que é individual e permanece razoavelmente estável a vida toda. Nos humanos é avaliada com questionários de múltipla escolha, mas para os camundongos os pesquisadores a avaliaram a partir dos comportamentos. E os camundongos mostraram ter uma gama de personalidades quase tão grande quanto a nossa própria.

A personalidade dos camundongos foi explorada por dois grupos de pesquisadores, um grupo que trabalha no Instituto Weizmann e um outro no Instituto Max Planck de Psiquiatria na Alemanha. Pequenos grupos de camundongos foram colocados em ambientes com comida, abrigo e brinquedos e podiam interagir e explorar livremente o espaço. Os animais foram filmados ao longo de vários dias e seu comportamento analisado com profundidade. Assim, identificaram 60 comportamentos separados. Por exemplo, ao se relacionarem com outro indivíduo, o comportamento era de aproximação, perseguição, fuga, podiam compartilhar comida ou manter aos outros longe de comida, podiam explorar ou se esconder.

 

 

Quatro camundongos em uma gaiola exibiram cerca de 60 comportamentos diferentes.

Veja o vídeo.

Um algoritmo foi criado para extrair as características de personalidade. Assim como a pontuação de personalidade dos humanos, classifica em escalas, que avaliam cinco pontos (extroversão, simpatia, consciência, neuroticismo e abertura à experiência) o algoritmo desenvolveu quatro escalas para os camundongos. Os cientistas descobriram que cada camundongo pode ser visto como uma personalidade única e individual. Em situações estressantes, mesmo que os comportamentos mudaram, o que eles tinham avaliado como personalidade permaneceu o mesmo.

Outros estudos permitiram identificar nos cérebros dos animais genes associados a algumas características de personalidade.

Uma compreensão quantitativa das características que fazem de cada animal um indivíduo pode ajudar a responder algumas das questões abertas na ciência sobre as conexões entre genes e comportamento. E no futuro talvez permita desenvolver uma psiquiatria personalizada com tratamentos individualizados. Este avanço servirá também para conhecer melhor os animais.

Saiba mais: First time method measuring animal personality