Os pesquisadores foram pioneiros em um novo método para monitorar a dinâmica dos vasos sanguíneos no cérebro de camundongos, revelando que os estímulos visuais podem sincronizar o vasomovimento, potencialmente melhorando a função cerebral.
Ao expor camundongos a um padrão específico de listras que se movem horizontalmente, a equipe observou que o vasomovimento correspondia à velocidade do padrão de estímulo e se espalhava por todo o cérebro.
Essa sincronização sugere um mecanismo pelo qual o cérebro aumenta sua circulação de nutrientes e limpa resíduos, possivelmente aumentando as habilidades cognitivas. Os achados podem ter implicações no tratamento e prevenção de condições neurológicas.
Principais Fatos
- Técnica inovadora de monitoramento: O estudo introduz um novo método para observar a dinâmica dos vasos sanguíneos através do crânio intacto ou nas profundezas do cérebro usando fibras ópticas.
- Sincronização de vasomovimento: Os estímulos visuais podem entrar no vasomovimento do cérebro, levando à atividade sincronizada dos vasos sanguíneos que aumenta a entrega de nutrientes e a remoção de resíduos em todo o cérebro.
- Potenciais benefícios para a saúde: Este vasomovimento sincronizado pode melhorar a aprendizagem, ajudar na recuperação do AVC, e potencialmente atrasar doenças neurodegenerativas como demência, melhorando a eficiência metabólica do cérebro.
Estudo
Em comparação com os computadores, o cérebro pode realizar cálculos com um suprimento de energia líquida muito baixo. No entanto, nossa compreensão em torno de como o cérebro biológico gerencia a energia ainda está incompleta.
O que se sabe, no entanto, é que os ciclos de dilatação e constrição dos vasos sanguíneos, ou vasomovimento, ocorrem espontaneamente no cérebro, um processo que provavelmente contribui para melhorar a circulação de nutrientes energéticos e eliminar materiais desperdiçados.
Agora, pesquisadores da Universidade de Tohoku desenvolveram um método que observa e monitora facilmente a dinâmica dos vasos sanguíneos no cérebro de camundongos. Isso pode ser feito através do crânio intacto de um camundongo ou profundamente no cérebro usando uma fibra óptica implantada.
Os resultados foram detalhados na revista eLife em 17 de abril de 2024.
Uma vez que foi relatado que estímulos sensoriais podem causar dilatação dos vasos sanguíneos ou hiperemia, os pesquisadores procuraram induzir vasomovimento por meio de estímulos visuais em camundongos.
O que eles descobriram foi que, quando um rato foi mostrado um padrão de listras em movimento horizontal que mudava de direção a cada 2 a 3 segundos, isso causou uma reação nos vasos sanguíneos do rato que correspondia à velocidade do padrão.
Os camundongos foram submetidos a sessões de treinamento visual de 15 minutos intercaladas com períodos de descanso de 1 hora por 4 vezes por dia. Com esse treinamento espaçado, a amplitude do vasomovimento sincronizado aumentou gradualmente.
Curiosamente, o vasomovimento visualmente induzido não se limitou à área do córtex cerebral responsável pelo processamento da informação visual. Em outras palavras, o vasomovimento sincronizado se espalhou por todo o cérebro.
“O movimento vascular sincronizado pode ser arrastado com estímulos visuais lentamente oscilantes”, diz o professor Ko Matsui, do laboratório de Fisiologia do Cérebro da Universidade de Tohoku, que liderou a pesquisa.
“Esse aprimoramento dos mecanismos de circulação pode beneficiar a capacidade de processamento de informações do cérebro.”
Embora se saiba há muito tempo que as mudanças nas conexões de neurônios apoiam o aprendizado e a memória, a plasticidade do vasomovimento não foi descrita antes.
Matsui e seus colegas descobriram que um padrão visual específico faz com que os olhos se movam mais, e essa melhora do movimento ocular depende de mudanças no cerebelo do cérebro. Os pesquisadores também observaram que a atividade dos vasos sanguíneos no cerebelo sincronizava-se com esse aprendizado motor optocinético.
O principal investigador do estudo, Daichi Sasaki, acredita que o vasomovimento sincronizado, que fornece eficientemente oxigênio e glicose, pode melhorar as habilidades de aprendizagem.
Ele afirma: “Nosso próximo passo é explorar as vantagens da sincronização de vasomovimento. Pode ajudar a limpar resíduos como beta-amiloide, potencialmente atrasando ou prevenindo a demência.
“A recuperação de AVC também poderia se beneficiar de um melhor fornecimento de energia e remoção de resíduos. Além disso, o vasomovimento sincronizado pode até melhorar a inteligência além de nossas capacidades naturais.”
