- Em camadas 2/3 do córtex visual de camundongos, pesquisadores estudaram como neurônios e espinhos dendríticos respondem a estímulos visuais, acompanhando 11 neurônios respondentes e 11 não respondentes.
- A proximidade ao corpo celular (soma) aumenta a correlação entre a atividade dos espinhos e a do soma, além de facilitar o sinal de retroalimentação para os espinhos.
- Espinhos formaram enclaves de respostas correlacionadas em um raio de até 5 micrômetros; fora desse espaço, a cooperação diminui.
- Espinhos de dendritos basais receberam mais entrada visual em geral, enquanto espinhos de dendritos apicais em neurônios visivelmente responsivos mostraram maior sensibilidade à visão.
- A seletividade de orientação do espinho foi o principal fator para explicar a correlação com a soma, entre várias métricas avaliadas, indicando uma organização não aleatória das entradas sinápticas.
Neurônios visuais em camadas do cérebro não respondem de forma aleatória aos estímulos. Um estudo com camundongos desvendou regras que organizam entradas sinápticas para permitir o processamento visual. A pesquisa é liderada pelo MIT, no Picower Institute, e publicada em iScience.
Os cientistas acompanharam não apenas o corpo dos neurônios, mas as sinapses em suas espinhas dendríticas, enquanto os animais viam imagens em movimento. Mesmo neurônios considerados não responsivos exibiram espinhas com resposta visual, permitindo comparar diferentes propriedades da inputação.
O estudo envolveu 11 neurônios que respondiam ao estímulo visual e 11 que não responderam, oferecendo um quadro comparativo sobre como a atividade se correlaciona com a soma celular. Os resultados apontam padrões de organização da entrada sináptica.
Distância da soma influencia a resposta
Neurônios que respondem ao input visual mostram maior correlação entre a atividade das espinhas e a soma conforme a distância até o soma aumenta. A retroalimentação da soma para as espinhas também é mais evidente quando mais próximo do soma.
Agrupamento local entre espinhas
Espinhas vizinhas a menos de 5 micrômetros tendem a se comportar de forma coordenada, formando enclave de respostas correlacionadas. Fora desse intervalo, a coesão diminui, sugerindo que esses bolsões afiam a resposta global de cada grupo.
Dendritos apicais vs. basais
Neurônios visuais apresentam dois tipos de dendritos. Espinhas em dendritos basais recebem mais input visual bruto, enquanto apicais exibem maior diversidade de entradas. Espinhas visuais são mais presentes em apicais de neurônios que respondem ao estímulo.
Importância da orientação do estímulo
Entre vários fatores considerados, a seletividade de orientação da espinha foi o determinante mais importante para a correlação com a soma. A precisão na orientação do estímulo explica a maior parte da variação observada.
Implicações e próximos passos
Os autores sustentam que as entradas sinápticas em neurônios da camada 2/3 do córtex visual não são aleatórias, mas organizadas segundo múltiplos fatores. As regras identificadas oferecem referência para estudar mutações genéticas que afetam conexões neurais e visão.
Os pesquisadores indicam que os achados ajudam a modelar como as neurônios integram entradas para computação. A equipe destaca que o trabalho fornece base para comparar efeitos de mutações que alterem circuitos visuais.
A equipe envolvida inclui Kyle Jenks, Mriganka Sur e outros autores vinculados ao MIT. O estudo contou com apoio do National Institutes of Health, Simons Foundation e Freedom Together Foundation.
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