“Não seriam essas as borboletas da alma que um dia explicarão a consciência humana?”
Foi o que disse o espanhol Santiago Ramon y Cajal ao descobrir o neurônio, no comecinho do século 20.
Antes dele, as tentativas de ver no microscópio as células do sistema nervoso central haviam fracassado. Os corantes usuais, empregados para corar células de outros tecidos, não impregnavam as do cérebro. Nas imagens, apareciam apenas espaços vazios.
Quando Cajal experimentou corá-las com dicromato de potássio e nitrato de prata, no entanto, enxergou células pretas destacadas contra um fundo transparente. Tinham a forma de aranhas que lançavam tentáculos longos em todas as direções: eram os neurônios.
A curiosidade levou-o mais longe, demonstrou que os neurônios “entravam em contato uns com os outros sem entrar em contato”. Faziam-no através de espaços de dimensões infinitesimais – as sinapses –, por meio de estímulos químicos e elétricos. Escreveu, então: “A habilidade dos neurônios crescerem nos adultos e seu poder de criar novas conexões podem explicar o aprendizado”.
Estavam lançadas as bases da teoria sináptica da memória, descoberta que lhe deu o Nobel de Fisiologia e Medicina de 1906. Pena Cajal ter falecido em 1934, aos 82 anos. Estivesse vivo, teria lido o artigo da revista Science publicado no último mês de maio.
Neurocientistas da Universidade de Harvard, em trabalho conjunto com colegas do Google Research, da Califórnia, mapearam um fragmento de um centímetro cúbico do tecido cerebral de uma mulher de 45 anos, submetida à cirurgia para tratamento de quadro de epilepsia. Essa amostra corresponde a apenas 1 milionésimo do volume total do cérebro.
O fragmento foi retirado do córtex, área cerebral conhecida como massa cinzenta, encarregada de controlar nossas funções cognitivas mais elaboradas: resolução de problemas, aprendizado e processamento das informações que chegam pelos sentidos, entre outras. Nesse ínfimo centímetro cúbico de tecido, o grupo de Harvard cortou 5 mil lâminas de 34 nanômetros (a milionésima parte do milímetro) cada, espessura adequada para a observação nos microscópios eletrônicos.
Com o emprego de modelos de inteligência artificial desenvolvidos pelos cientistas do Google, as imagens obtidas pela microscopia passaram por um processamento capaz de agrupá-las e reconstruí-las em 3D.
Disponíveis na internet, essas imagens são dignas das galerias de arte mais sofisticadas. Exibem em cores os corpos dos neurônios, distribuídos num emaranhado de circuitos formados por prolongamentos (dendritos e axônios) que caminham em todas as direções, para criar uma rede tridimensional de altíssima complexidade.
Na amostra pesquisada, foram encontrados 57 mil neurônios que formaram 150 milhões de sinapses com os vizinhos. A circuitaria resultante é capaz de incorporar 1,4 petabyte de dados. Para dar noção de grandeza: em 50 petabytes pode ser armazenado tudo o que a humanidade já escreveu, em todas as línguas.
A imensidão de dados assim gerados vai permitir que a comunidade científica internacional possa ter acesso à intimidade da microcircuitaria de neurônios, existente no córtex cerebral.
O cérebro humano é considerado a estrutura mais complexa do universo. Nos anos 1990, assisti a uma palestra de um neurocientista que o considerava mais complexo até do que o próprio universo. Na época, achei exagero.
Talvez não fosse. Se numa amostra de uma área que ocupa 1 milionésimo do córtex cerebral existem mais de 100 milhões de sinapses através das quais os neurônios interagem, trocando sinais elétricos e neurotransmissores que serão responsáveis por todas funções fisiológicas do organismo, pela forma de entendermos o mundo ao nosso redor e por tudo o que pensamos, imagine a complexidade do cérebro inteiro.
Quantas décadas levaremos para mapear toda a extensão do córtex cerebral? Quantos petabytes de dados serão gerados? A tecnologia de inteligência artificial será capaz de avançar na velocidade exigida para interpretá-los?
As imagens da rede de sinapses publicadas na Science mostram como é precário o conhecimento atual dos distúrbios fisiológicos, dos transtornos psiquiátricos, das voltas que o pensamento dá e dos males da alma que nos afligem pela vida inteira.
