Consumo energético eficiente de neurônios coloca a neuroimagem em cheque novamente

Uma pesquisa publicada na edição de setembro da Science indica que o modelo há mais de 50 anos aceito pela comunidade científica sobre o modo como um pulso elétrico percorre a membrana de um neurônio não ilustra adequadamente o que acontece no nosso cérebro. Segundo os autores desta pesquisa, tal atividade é três vezes mais eficiente energeticamente do que propuseram Alan Lloyd Hodgkin e Andrew Huxley, ganhadores do Prêmio Nobel de medicina em 1963.

O modelo Hodgkin–Huxley contempla uma série de equações não lineares que descreve como uma descarga elétrica percorre a membrana celular do neurônio, passo importante na transmissão de informações pelo interior do cérebro. Segundo os estudos feitos pela dupla com neurônios de uma lula gigante, este processo chamado potencial de ação elétrico se dá por meio da entrada e saída de íons de sódio e potássio pela membrana do neurônio, possibilitando um fluxo único para o pulso gerado. Entretanto, uma considerável perda energética está envolvida nesta atividade devido à sobreposição de íons que entram e saem ao mesmo tempo da célula.

Acontece que agora, pesquisadores Instituto Max-Planck de Pesquisa do Cérebro em Frankfurt, na Alemanha, criaram um experimento capaz de medir o movimento dos íons de sódio e potássio pela membrana do neurônio e descobriram que, ao contrário do que Hodgkin a Huxley previam, este entra e sai praticamente não ocorre ao mesmo tempo. Isso torna o processo como um todo até três vezes mais eficiente.

Se analisarmos pelo viés evolutivo da seleção natural a proposta dos cientistas alemães parece atrativa. Afinal de contas, não há motivo para perpetuar ao longo dos séculos a existência de espécies que consomem uma grande quantidade de energia para manter suas atividades metabólicas. “Veículos” mais econômicos possuem vantagens nesta disputa pela sobrevivência.

Ao mesmo tempo, a pesquisa publicada na Science coloca em cheque a atual interpretação que se faz dos resultados de técnicas de neuroimagem, como a ressonância magnética funcional. É que, caso se verifique que o resultado encontrado nos neurônios do hipocampo de ratos se estenda a outros tipos de células neuronais, será preciso reavaliar que tipo de atividade neuronal realmente ocorre em uma região que aparece ativada na imagem gerada pelo equipamento de ressonância. A energia que se pensava ser gasta na geração de um potencial de ação elétrico pode, na verdade, estar relacionada a outros processos neuronais como a sinapse, por exemplo.

Fontes: Revista Science e TheScientist.com

Texto de Luiz Paulo Juttel

Edição de Rafaela Sandrini