Projeto Conectoma Humano: descobrindo nosso cérebro a fundo

junho 25, 2019
O objetivo do Projeto Conectoma Humano é entender as conexões do cérebro humano saudável para estabelecer uma base de referência que ajude a identificar anomalias de conectividade nos transtornos cerebrais.

O Projeto Conectoma Humano (HCP) foi lançado em junho de 2009 como um grande desafio do National Institutes of Health (NIH), orçado em cerca de 25 milhões de dólares para cinco anos. Os principais objetivos desse projeto são:

  • Proporcionar uma compilação de dados neuronais.
  • Oferecer uma interface para navegar graficamente nesses dados.
  • Chegar a conclusões nunca antes pensadas sobre o cérebro humano vivo.

Segundo Hagmann: “para compreender o funcionamento de uma rede, é preciso conhecer seus elementos e suas interconexões (…). O conectoma aumentará consideravelmente nossa compreensão dos processos emergentes funcionais a partir das estruturas cerebrais, e proporcionará novas ideias sobre os mecanismos que o cérebro utiliza quando as estruturas cerebrais estão danificadas”.

Antes de continuar, devemos nos perguntar: o que é um conectoma humano? Trata-se de um mapeamento das conexões entre os neurônios do cérebro.

Portanto, o que se pretende com esse projeto é construir um mapeamento de rede sobre a conectividade tanto em nível anatômico quanto funcional do cérebro. Ou seja, pretende-se conhecer com detalhes todos os circuitos cerebrais e suas sinapses.

E não é só isso, também se pretende produzir um conjunto de dados que facilite a pesquisa dos vários transtornos cerebrais.

“Nenhum de seus neurônios sabe quem é você… E não se importam com isso”.
-Eduard Punset-

Projeto Conectoma Humano e seus estudos

Qual é o objetivo desse projeto?

Atualmente, o Plano Nacional de Pesquisa do National Institutes of Health está lançando um projeto de 30 milhões de dólares que utilizará tecnologias de ponta em imagens cerebrais para mapear os circuitos do cérebro humano adulto e saudável.

Ao compilar sistematicamente dados de imagens cerebrais de centenas de pessoas, o Projeto Conectoma Humano (HCP) proporcionará informações sobre como as conexões cerebrais são a base do funcionamento do cérebro e abrirá novas linhas de pesquisa para a neurociência humana.

“Na mente humana, o número de conexões possíveis que podem ser feitas entre os neurônios é muito superior ao número de átomos no universo”.
-Alan Moore-

Dados e pesquisas recentes

Até agora conhecemos apenas um conectoma: o de um nemátodo (verme cilíndrico). Seu modesto sistema nervoso é composto por 300 neurônios.

Nas décadas de 1970 e 1980, uma equipe de pesquisadores mapeou suas 7.000 conexões interneuronais, ou seja, seu conectoma. Obviamente o do ser humano é muito mais complexo, pois tem mais de 100 bilhões de neurônios e 10 mil vezes mais conexões.

Uma nova pesquisa dos membros da equipe de HCP sugere que os circuitos cerebrais se organizam mais como a rede de ruas de Manhattan do que como o caótico emaranhado de caminhos aleatórios de Londres.

Ou seja, da mesma maneira que o mapa de Manhattan forma uma rede perfeita, nossa rede neuronal também está organizada e alinhada, em vez de estar emaranhada como se pensava.

Várias descobertas recentes baseadas em dados de neurovisualização do Projeto Conectoma Humano e em dados psicológicos mostram que as diferenças individuais na conectividade cerebral podem prever de forma confiável o comportamento de uma pessoa.

Assim, acredita-se que no futuro tais leituras poderão ajudar os médicos a personalizar muito mais o diagnóstico e o tratamento dos transtornos mentais, assim como argumentam os autores dessas descobertas.

“Os neurônios são células de formas delicadas e elegantes, as misteriosas borboletas da alma, cujo bater de asas talvez um dia esclarecerá o segredo da vida mental”.
-Santiago Ramón y Cajal-

Encontro de dois neurônios

Conclusões e curiosidades sobre o Projeto Conectoma Humano

O cérebro continua sendo um órgão complexo que está no foco de atenção de muitos cientistas na hora de fazer seus estudos, e ainda é uma caixa-preta sobre a qual pouco se sabe.

Por essa razão, o Projeto Conectoma Humano é uma boa iniciativa, pois tenta esclarecer, com as melhores ferramentas tecnológicas à sua disposição, o funcionamento do cérebro e de suas conexões neuronais. Dessa forma, poderíamos erradicar muitos transtornos mentais.

Na atualidade, os cientistas sabem que muitos transtornos mentais, como a esquizofrenia, são conectivopatias, ou seja, doenças nas quais as ligações do cérebro são anômalas.

É por isso que se pretende criar um mapa do cérebro humano: para ajudar a curar doenças como a epilepsia no futuro, pois conhecendo sua estrutura poderemos agir.

Por fim, se você quiser saber mais sobre o assunto, neste link é possível encontrar uma interessante tela interativa que interpreta os dados da matriz de conectividade da publicação da conferência Análise de rede estrutural anatômica do cérebro humano utilizando correlações parciais de volumes de massa cinzenta. Anand A. Joshi , Shantanu H. Joshi,  Ivo D. Dinov ,  David W. Shattuck ,  Richard M. Leahy ,  Arthur W. Toga.

  • Van Essen DC, Barch DM. The human connectome in health and psychopathology. World Psychiatry 2015;14:154-7.
  • Bullmore E, Sporns O. Complex brain networks: graph theoretical analysis of structural and functional systems. Nat Rev Neurosci 2009;10:186-98.