Início Coluna Investigação eletrizante: cientistas conseguem imprimir em 3D uma rede neuronal ativa

Investigação eletrizante: cientistas conseguem imprimir em 3D uma rede neuronal ativa

Cientistas detetam atividade elétrica numa rede neuronal artificial feita de "bio-tintas" de material celular vivo e material de suporte estrutural não vivo.

por Redação CPAH

Investigadores da Monash University Engineering, na Austrália, criaram redes neuronais impressas em 3D que podem crescer, transmitir e reagir a sinais nervosos em circunstâncias laboratoriais controladas, utilizando “bio-tintas”.

As biotintas são constituídas por células nervosas vivas (neurónios) e por um material de suporte que sustenta o material biológico. Os investigadores conseguiram imitar com sucesso a configuração anatómica da matéria cinzenta e branca presente no cérebro humano.

O estudo estimula novas investigações sobre os efeitos de doenças neuronais, testes de medicamentos e, potencialmente, regeneração de células neuronais. Os resultados da investigação foram publicados na revista Advanced Healthcare Materials.

Tipos de células cerebrais

O material biológico do estudo incluiu astrócitos e neurónios corticais do cérebro de ratos. Os astrócitos são um tipo de célula glial que fornece suporte estrutural, gerem o fornecimento de nutrientes, o fluxo sanguíneo, os níveis de neurotransmissores e o equilíbrio de iões no cérebro.

Os neurónios corticais, por outro lado, são células cerebrais altamente desenvolvidas que se encontram no córtex cerebral e são responsáveis por um processamento cognitivo mais avançado, emoções, processamento sensorial, controlo motor e comportamento.

Apoiam o sistema nervoso no processamento e comunicação de informações através da transmissão de sinais eléctricos e químicos. Os neurónios corticais tratam do processamento da informação, enquanto os astrócitos asseguram que o microambiente do cérebro é favorável a uma atividade neuronal óptima.

Massa cinzenta e branca

A massa cinzenta contém uma elevada concentração de corpos celulares neuronais e é responsável pelo processamento da informação. A substância cinzenta também contém dendritos, que são projeções semelhantes a dedos ou árvores que interagem e comunicam com os neurónios vizinhos.

A massa branca é constituída principalmente por axónios mielinizados ou fibras nervosas que ligam os neurónios em circuitos funcionais. O termo mielinizado significa que o nervo está coberto por uma camada isolante composta por substâncias gordas e proteínas. A massa branca é responsável pela comunicação e a camada isolante à volta das fibras nervosas contribui para uma transmissão eficaz dos sinais elétricos.

Os investigadores descobriram que os neurónios da massa cinzenta artificial cresciam ativamente através do tecido da substância branca, utilizando-o como interface para comunicar com outros neurónios de outras camadas.

Resultados eletrizantes

No âmbito do estudo, foram efetuadas medições eletrofisiológicas sensíveis para confirmar a atividade espontânea semelhante à dos nervos nas redes neuronais 3D e para induzir reações à ativação elétrica e farmacológica. A deteção da atividade eléctrica representa um desenvolvimento significativo tanto na neurociência como na bioimpressão.

As estruturas cerebrais 3D bioimpressas mostram potencial como plataforma para estudar a formação de neurónios e redes, estudar os efeitos de doenças na neurotransmissão e avaliar os efeitos farmacológicos nos neurónios e no sistema nervoso.

Alguns destaques

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