A neurociência tem avançado significativamente na compreensão dos processos neurais que influenciam o comportamento humano. Um exemplo clássico é o papel da dopamina, um neurotransmissor crucial para funções motoras e motivacionais. Estudos com ratos mostraram que a remoção da dopamina resulta em um estado de inatividade extrema, onde os animais deixam de se mover, destacando a importância desse neurotransmissor na regulação do movimento e do comportamento motivado.
No entanto, para compreender completamente a origem e o funcionamento de neurotransmissores como a dopamina, devemos ir além da biologia clássica e explorar as bases subatômicas que constituem a matéria e a energia que formam esses processos. É aqui que entra a neurociência quântica, um campo emergente que busca relacionar os fenômenos quânticos com a atividade cerebral. Para entender a essência da dopamina e seu papel no cérebro, devemos rastrear sua origem até as partículas fundamentais que compõem toda a matéria.
Sequência das Partículas Fundamentais
1. Cordas (hipotético): Segundo a teoria das cordas, todas as partículas fundamentais poderiam ser, na verdade, vibrações de cordas extremamente pequenas. Embora ainda não comprovada, essa teoria oferece uma visão elegante de como partículas diferentes podem ser unificadas sob um mesmo conceito.
2. Quarks: São os blocos de construção de prótons e nêutrons. Essas partículas fundamentais não podem ser encontradas isoladamente na natureza, sendo sempre combinadas para formar partículas maiores.
3. Léptons: Incluem partículas como o elétron, que orbitam ao redor do núcleo dos átomos. Diferente dos quarks, os léptons podem existir de forma isolada.
4. Prótons, Nêutrons e Elétrons: Juntos, esses formam os componentes subatômicos do átomo. Os prótons e nêutrons são compostos de quarks, enquanto o elétron é um lépton, orbitando ao redor do núcleo e interagindo com ele através da força eletromagnética.
5. Bósons: São as partículas que mediam as interações fundamentais entre as partículas de matéria. As principais interações são:
• Fótons: Responsáveis pela força eletromagnética, que mantém os elétrons orbitando ao redor do núcleo atômico.
• Glúons: Mantêm os quarks unidos dentro dos prótons e nêutrons através da força forte.
• Bósons W e Z: Controlam a força fraca, envolvida em processos de decaimento radioativo.
• Bóson de Higgs: Confere massa às partículas através do campo de Higgs, explicando por que algumas partículas têm massa e outras não.
Da Matéria às Moléculas Biológicas
Uma vez que as partículas subatômicas se organizam em átomos, elas formam os blocos básicos da matéria orgânica:
• C – H – O – N: Carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio são os principais átomos que compõem as moléculas biológicas. Estes átomos, unidos em ligações químicas, formam moléculas maiores e mais complexas, essenciais para a vida.
Uma dessas moléculas é a fenilalanina, uma molécula composta por átomos de C, H, O e N. A fenilalanina é convertida em tirosina, aminoácido, que é o precursor direto de importantes neurotransmissores no cérebro.
A Via de Produção da Dopamina
1. Fenilalanina é convertida em tirosina.
2. Tirosina é convertida em L-DOPA, um intermediário essencial na produção de dopamina.
3. L-DOPA é convertido em dopamina, um neurotransmissor fundamental para funções motoras, controle do prazer, motivação e aprendizado.
O Papel da Dopamina na Motivação
A dopamina atua no sistema de recompensa do cérebro, influenciando diretamente o comportamento motivacional. A sua ausência, como observado em estudos com ratos, resulta em um estado de apatia e falta de movimento. Em humanos, a dopamina está associada ao prazer, à busca de recompensas e à regulação do humor, sendo crucial para a motivação e a tomada de decisões.
Onde Entram os Bósons e Léptons?
Na base de tudo estão os quarks e léptons, que constituem a matéria, como os prótons e nêutrons (formados por quarks) e os elétrons (léptons). Os bósons mediam as interações entre essas partículas, garantindo que as forças fundamentais estejam em ação, permitindo que os átomos se unam para formar moléculas como a fenilalanina, que por sua vez é transformada em neurotransmissores como a dopamina.
Funções dos Bósons
• Fóton: Controla a interação eletromagnética, mantendo o elétron ao redor do núcleo.
• Glúons: Mantêm os quarks unidos dentro dos prótons e nêutrons.
• Bósons W e Z: Participam de processos de decaimento radioativo.
• Bóson de Higgs: Dá massa às partículas fundamentais.
Conclusão
A neurociência quântica oferece uma janela para explorar as bases mais fundamentais da matéria e energia que compõem o cérebro humano. Ao desvendar as partículas subatômicas e as forças que atuam no nível mais básico, podemos começar a conectar os fenômenos quânticos com processos biológicos complexos, como a produção de neurotransmissores e o comportamento motivacional relativo a clima, magnetismo, espaço, entre outros. O entendimento dessas interações pode, eventualmente, revelar novas dimensões do funcionamento cerebral e da consciência.
Essa abordagem integradora permite que não apenas compreendamos as bases biológicas da dopamina, mas também investiguemos como as interações quânticas podem influenciar processos cerebrais em níveis ainda desconhecidos.