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14 de abril de 2013 • 13h50

Mapeamento do cérebro pode ser tão importante quanto genoma humano

Presidente americano Barack Obama anuncia investimento de US$ 100 milhões em pesquisas sobre o cérebro
Foto: Mandel NGAN / AFP
 

No início de abril, Barack Obama anunciou um projeto ousado que promete revolucionar a compreensão da mente humana. Com o objetivo de mapear todos os neurônios do cérebro, a Iniciativa Brain (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) visa a ajudar os pesquisadores a encontrar novas formas de tratar, curar e prevenir doenças cerebrais como o mal de Alzheimer e a esquizofrenia. Para isso, o presidente americano destinou R$ 100 milhões do orçamento de 2014, que será votado pelo congresso.

Devido a sua grande ambição e a seu alto investimento, a Brain está sendo comparada com o Projeto Genoma Humano, concluído com sucesso em 2003. O próprio Obama, em fevereiro, principiou o cotejo: “Cada dólar que nós investimos para mapear o genoma humano rendeu R$ 140 para a nossa economia - cada dólar. Hoje nossos cientistas estão mapeando o cérebro humano para descobrir as respostas para o Alzheimer. Esta é a hora de atingir um nível de pesquisa e desenvolvimento não visto desde o ápice da Corrida Espacial”.

Por outro lado, alguns pesquisadores veem o projeto com ressalvas. “Muito dinheiro está sendo solicitado sem realmente prestar atenção se essa ciência é uma boa ciência. Questões a respeito de qual é a melhor forma de proceder são muito complicadas, e deve haver uma discussão e um debate muito mais abertos quando os riscos são tão altos”, argumenta o neurologista Donald Stein, professor da Escola de Medicina da Universidade Emory, em Atlanta.

Histórico
A Iniciativa Brain não surgiu por acaso. Nos últimos anos, a ciência avançou muito no estudo do cérebro e no desenvolvimento de novas ferramentas para mapear as conexões neuronais. Houve um aumento notável da resolução de tecnologias de imagem e os primeiros lampejos do que a nanociência ainda pode se transformar. Hoje cientistas podem usar pulsos de luz para determinar como atividades específicas de células no cérebro afetam o comportamento, assim como utilizar imagens de alta resolução para observar como o cérebro é estrutural e funcionalmente conectado em seres humanos vivos.

Embora essas inovações tecnológicas tenham incrementado nosso conhecimento sobre o cérebro humano, ainda há um longo caminho a ser percorrido no tratamento de doenças neurológicas e psiquiátricas. Para isso, novas ferramentas devem ser criadas, e foi com esse escopo que a Iniciativa Brain surgiu.

Objetivos
Com cerca de 100 bilhões de neurônios e 100 trilhões de conexões, o cérebro humano é, ao mesmo tempo, um mistério e um desafio. O projeto Brain promete fornecer respostas para as intrincadas questões que permeiam esse órgão. “A iniciativa é muito importante para o avanço no conhecimento da função cerebral normal e patológica”, acredita Fernando Cendes, professor e Chefe do Departamento de Neurologia da Faculdade de Ciências Médicas da Unicamp.

O projeto desenvolverá tecnologias que vão permitir aos pesquisadores produzir imagens dinâmicas do cérebro em ação, a fim de mostrar como células individuais e complexos circuitos neurais interagem na velocidade do pensamento. Com isso, novas portas serão abertas para compreender como o cérebro grava, processa, utiliza, armazena e recupera grandes quantidades de informações.

O esforço é grande, mas pode valer a pena. Se bem sucedido, o projeto vai encontrar novas formas de tratar e curar distúrbios neurológicos e psiquiátricos, como Alzheimer, Parkinson, esquizofrenia, autismo, epilepsia, depressão e lesão cerebral traumática. A Organização Mundial da Saúde estima que, daqui a menos de 20 anos, 65,7 milhões de pessoas tenham algum tipo de demência, o dobro do número atual. Os casos podem chegar a 115,4 milhões em 2050.

Li Li Min, doutor em neurociências pela McGill University, do Canadá, e professor do Departamento de Neurologia da FCM-Unicamp, acredita no sucesso da empreitada. “Na doença de Parkinson, foi visto que havia uma falta de produção do neurotransmissor dopamina, e hoje um dos tratamentos é o uso de medicação que possa repor esse neurotransmissor, e assim deve ocorrer no momento que conhecermos mais sobre como funcionam o cérebro normal e o com doença”, exemplifica.

A cura de doenças como o Alzheimer pode, na verdade, tratar-se de sua prevenção. Esse processo degenerativo ocorre de forma anormal aos 60, 70 anos, ou até mesmo antes, ainda que o princípio da morte celular, que leva à perda de memória e outros sintomas, seria esperado apenas após os 95 ou 100 anos. “A cura de algumas doenças neurodegenerativas é algo complexo, pois isso envolve mudar mecanismos que são inerentes ao envelhecimento normal. Portanto a ‘cura’ aqui seria evitar que o mal de Alzheimer aconteça antes do tempo”, esclarece Cendes.

Investimento
Para que os objetivos propostos pela Iniciativa Brain se tornem realidade, um investimento massivo é necessário. Dada a natureza do projeto, cientistas e engenheiros de diversos setores devem fazer parte desse estudo. Por isso, a iniciativa será liderada pelos Institutos Nacionais de Saúde (NIH, na sigla em inglês), pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (Darpa) e pela Fundação de Ciência Nacional (NSF). Juntas, as três instituições vão somar 100 milhões de dólares em investimentos no orçamento de 2014.

Interesses dessas instituições que lideram a iniciativa norteiam o projeto. A Darpa, por exemplo, quer desenvolver tecnologias que melhorem a compreensão do cérebro humano para transformar a maneira de diagnosticar e tratar soldados feridos que estão sofrendo de estresse pós-traumático, lesão cerebral e perda de memória, de acordo com seu vice-diretor, Geoffrey Ling.

Instituições de pesquisa privadas também vão apoiar e investir no projeto. Entre elas, o Instituto Allen para a Ciência Cerebral (US$ 60 milhões), o Instituto Médico Howard Hughes (US$ 30 milhões), o Instituto Salk para Estudos Biológicos (US$ 28 milhões) e a Fundação Kavli (US$ 4 milhões por ano, nos próximos dez anos).

Projeto Genoma Humano
Outro estudo ambicioso que teve grande investimento, US$ 3,8 bilhões de 1988 até 2003, foi o famoso Projeto Genoma Humano (PGH), com o qual a Iniciativa Brain é comparada. Ao sequenciar o DNA humano, o PGH trouxe avanços na compreensão das doenças genéticas, da mesma forma que o projeto Brain busca entender as doenças cerebrais.

Segundo Ling, assim como o sequenciamento do genoma humano, a Iniciativa Brain constitui-se de uma oportunidade para agregar pesquisadores em prol de conhecimentos que terão impacto duradouro na vida, na economia e na segurança dos Estados Unidos. “Esse tipo de projeto estabelece as bases para futuras inovações e descobertas. Na verdade, o sequenciamento do DNA é um marco entre as descobertas que agora criam a oportunidade de desvendar os mistérios do cérebro”, ressalta o vice-diretor da Darpa. 

Para os neurologistas Min e Cendes, a Iniciativa Brain pode vir a ser tão importante, ou até mais, do que o Projeto Genoma Humano. Mas o êxito do projeto não é consenso entre os cientistas.

Ressalvas
A complexidade do cérebro humano e a ambição do projeto Brain deixam alguns cientistas céticos em relação ao mapeamento do cérebro humano ativo. Apesar dos avanços da neurociência nos últimos anos, as causas das doenças neurológicas e psiquiátricas ainda são desconhecidas. “Eu sinto que a Iniciativa Brain não é conceitualmente bem pensada, e não será provável enfrentar a complexidade dos mecanismos que estão subjacentes à função do cérebro. Essa iniciativa está sendo impulsionada por tecnologia não comprovada, sem qualquer consideração do que precisa ser medido e por quanto tempo. Na minha mente, a tecnologia deve seguir os conceitos, e não o contrário”, justifica Stein.

Conforme Iván Izquierdo, coordenador do Centro de Memória do Instituto do Cérebro da PUCRS e Diretor da Academia Brasileira de Ciências, tudo depende do que se pretende “mapear”, pois essa palavra pode indicar coisas muito diferentes. “Para dar um exemplo da complexidade do assunto, só numa estrutura do lobo temporal, chamada hipocampo (aquela em que se formam muitas memórias), existem 200 milhões de células chamadas piramidais. Cada uma delas recebe sinapses de mil ou 10 mil neurônios, e emite axônios a outras cem a mil. O que vão mapear disso aí, se não sabemos nem onde está a maioria dos neurônios que enviam fibras ou recebem fibras de cada neurônio hipocampal?”, questiona.

Para Stein, outro problema é investir e colocar ênfase em apenas uma abordagem, o que pode impactar todos os outros campos de trabalho biomédico. “É preciso haver múltiplas iniciativas em várias frentes. Colocar ‘todos os ovos na mesma cesta’ pode ser grandioso, mas não vai avançar a ciência em geral. E não há absolutamente nenhuma garantia de que, mesmo que eles possam ‘mapear todas as conexões do cérebro sob todas as suas condições dinâmicas’ (o que não podem), que todas as doenças serão curadas. Eu não sou contra a ‘grande ciência’, desde que seja boa, mas também não acho que outras áreas igualmente válidas de pesquisa biomédica devem ser sacrificadas em seu lugar", alega.

Apesar dos argumentos de colegas cientistas, Ling defende o projeto: “Sem um entendimento completo de como funciona o cérebro ao longo de sua vida útil, é quase impossível compreender como tratar esse órgão quando ele está funcionando de forma anormal. Isso não é exclusivo para o cérebro; pesquisa básica é o alicerce necessário para o desenvolvimento de um novo tratamento, mais eficaz e curas”, destaca. 

E mesmo que o projeto seja ambicioso, Cendes reforça que a iniciativa pode resultar avanços significativos. “Quando iniciaram o projeto genoma, também houve este tipo de crítica (alguns achavam que seria impossível codificar todo genoma humano no prazo estabelecido), mas o projeto foi realizado em tempo, e os avanços foram muito grandes e importantes”, justifica

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