Pesquisadores do Japão conseguiram estabelecer conexões entre três fragmentos de tecido cerebral humano cultivados em laboratório, observando pela primeira vez um tipo básico de aprendizado em redes de organoides cerebrais. O estudo, publicado em 28 de setembro na revista Communications Biology, demonstra que, ao serem estimulados repetidamente, esses pequenos sistemas neurais passaram a diferenciar sinais elétricos, indicando uma forma simples de adaptação e processamento de informações. A pesquisa abre novas perspectivas para a compreensão do funcionamento do cérebro e dos processos de aprendizagem, mesmo em estruturas de tamanho reduzido.
Os organoides utilizados na pesquisa são estruturas tridimensionais cultivadas a partir de células humanas reprogramadas, capazes de reproduzir aspectos da organização e da atividade cerebral, embora não representem um cérebro completo. Essas estruturas oferecem uma plataforma experimental para estudar processos que não podem ser testados diretamente em seres humanos, devido a limitações éticas ou técnicas. No experimento conduzido pelos neurocientistas, liderados pelo pesquisador Yoshiho Ikeuchi, da Universidade de Tóquio, no Japão, foram criadas redes compostas por um, dois e três organoides cerebrais. Após um período de crescimento, esses fragmentos passaram a se conectar por meio de axônios, formando uma rede de comunicação elétrica sincronizada.
Para facilitar o estudo, os organoides foram cultivados a partir de células humanas reprogramadas para um estado semelhante ao de células-tronco, que posteriormente foram colocadas sobre chips equipados com eletrodos. Esses dispositivos permitiram tanto estimular o tecido cerebral artificial quanto registrar sua atividade elétrica. Durante duas semanas, os pesquisadores aplicaram estímulos elétricos repetidos em pontos específicos dessas redes, monitorando as respostas geradas em diferentes regiões. O objetivo era verificar se os tecidos neurais poderiam aprender a distinguir a origem dos sinais recebidos.
No início do experimento, as respostas elétricas geradas pelos estímulos eram muito semelhantes entre si, dificultando a diferenciação dos sinais. Com o avanço das sessões de estímulo, uma mudança significativa foi observada apenas nas redes com três organoides, que passaram a responder de forma distinta aos estímulos enviados pelos outros dois fragmentos. Essas respostas se tornaram mais rápidas, mais estáveis e mais fáceis de serem identificadas, indicando uma forma de aprendizado básico. Os sistemas com um ou dois organoides, bem como aqueles que não receberam estímulos, não apresentaram mudanças similares, sugerindo que a organização em rede e a repetição dos estímulos foram fatores essenciais para a adaptação observada.
Embora os pesquisadores ressaltem que o aprendizado detectado nesses sistemas é rudimentar e distante do funcionamento de um cérebro humano completo, o estudo sugere que a organização estrutural do tecido neural influencia a capacidade de processar informações. Assim como o cérebro humano, formado por diferentes regiões que se comunicam para realizar funções distintas de maneira integrada, esses pequenos sistemas também demonstram que a disposição das células e a criação de circuitos neurais podem ser determinantes para a aquisição de habilidades de diferenciação de sinais.
A pesquisa aponta que esses modelos experimentais podem ser utilizados para investigar a formação de circuitos neurais e a evolução da capacidade cerebral de distinguir informações, contribuindo para avanços na compreensão do desenvolvimento cerebral. Os cientistas esperam que, em futuras investigações, esses sistemas sejam testados com tarefas mais complexas, ampliando o entendimento sobre os mecanismos de aprendizado e adaptação em estruturas neurais artificiais.
