Os cientistas cortaram uma janela no cérebro de um rato e depois colocaram um laser nele para provocar alucinações.
Isso é estranho - mas os resultados do estudo, publicado hoje (18 de julho) na revista Science, foram ainda mais estranhos. Surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que, enquanto os ratos têm muitos milhões de neurônios, ou células cerebrais, a luz do laser precisava tocar apenas cerca de 20 deles para induzir o mouse a reconhecer um padrão na parede que não estava realmente lá.
Esses resultados inspiraram os pesquisadores a fazer a pergunta raramente formulada: Por que os ratos (e humanos) não estão constantemente viajando?
"Um cérebro de camundongo tem milhões de neurônios; um cérebro humano tem muitos bilhões", disse o autor do estudo, Karl Deisseroth, neurocientista e psiquiatra da Universidade de Stanford. "Se apenas 20 ou mais podem criar uma percepção, por que não estamos alucinando o tempo todo, devido a atividades aleatórias espúrias?"
Essa incrível sensibilidade mental sugere que os cérebros dos mamíferos talvez sejam máquinas ainda mais afinadas do que se pensava, acrescentou Deisseroth, capaz de responder a números extremamente baixos de células cerebrais sem se distrair com os neurônios que falham aleatoriamente. Embora o presente experimento tenha analisado apenas o reconhecimento de padrões visuais simples, é possível que sensações mentais mais complexas, como emoções ou memórias, sejam igualmente controladas por um número surpreendentemente pequeno de células cerebrais.
Tropeçar em lasers
Como você faz um rato alucinar sem, digamos, colocar drogas psicodélicas? Para esse experimento, os pesquisadores usaram uma técnica chamada optogenética - essencialmente, a inserção de genes sensíveis à luz no cérebro de um animal que faz com que certos neurônios disparem quando expostos a certos comprimentos de onda da luz.
A técnica foi usada em estudos anteriores para transformar ratos em "zumbis" loucos por fome e para ajudar ratos a abandonar seu hábito de cocaína. Aqui, ele foi usado para aprender como o cérebro dos ratos responde quando mostrados vários padrões de linhas horizontais e verticais - e para ver se essas respostas neurais poderiam ser recriadas puramente pulsando pequenos grupos de neurônios com luz direcionada.
Os pesquisadores realizaram essa tarefa esculpindo uma janela literal nos crânios dos ratos (com painel de vidro transparente e tudo mais). Esta cirurgia expôs o córtex visual - a região do cérebro responsável pelo processamento de informações visuais em ratos e humanos. Os cientistas também inseriram genes nos ratos para produzir duas proteínas diferentes, uma que fazia os neurônios brilharem em verde sempre que eram ativados e outra que fazia os neurônios dispararem quando expostos a uma luz laser infravermelha específica.
Em seguida, os pesquisadores mostraram aos ratos um padrão de movimento de linhas paralelas e os treinaram para lamber um bico de água quando as linhas estavam perfeitamente verticais ou perfeitamente horizontais. Graças às proteínas brilhantes, os cientistas viram exatamente quais neurônios dispararam quando os ratos reconheceram e reagiram às diferentes orientações da linha. Isso permitiu que os pesquisadores desenvolvessem um "holograma" 3D especial de luz laser que pudesse ser disparado exatamente nos pontos certos no cérebro dos ratos, visando apenas os neurônios envolvidos no reconhecimento de linhas horizontais ou verticais.
Agora, para as "alucinações". Gradualmente, os pesquisadores mostraram aos ratos projeções cada vez mais escuras das linhas horizontais e verticais, enquanto acionavam os neurônios apropriados no cérebro dos ratos com seu laser especial. Ao final do experimento, os pesquisadores pararam de mostrar as linhas dos ratos completamente - mas, quando o laser atingiu os neurônios responsáveis por ver as linhas horizontais ou verticais, os ratos ainda reagiram lambendo o bico de água apropriado.
Isso foi uma verdadeira alucinação? Os ratos realmente "viram" as linhas invisíveis? É impossível ter certeza, disse Deisseroth em uma notícia que acompanha o estudo. No entanto, o disparo das células cerebrais dos roedores e as respostas comportamentais à luz do laser pareciam exatamente o que acontecia "durante a percepção natural", disse Deisseroth. De fato, a luz do laser fez o cérebro dos ratos responder a um estímulo visual específico que não estava lá.
Notavelmente, escreveram os pesquisadores, eles foram capazes de desencadear essas respostas neurais específicas em seus ratos, visando entre 10 e 20 neurônios - uma fração de um por cento do total de milhões de ratos.
"Não sabemos quantas células são necessárias para desencadear um pensamento, experiência sensorial ou emoção mais elaborada em uma pessoa", disse Deisseroth, "mas é provável que seja um número surpreendentemente pequeno, dado o que estamos vendo em o rato."
