Cientistas criam o maior mapa funcional de um cérebro animal registrado até o momento

Cientistas desenvolveram o maior mapa funcional de um cérebro animal registrado até o momento, utilizando um fragmento do córtex visual de um camundongo. O estudo, publicado na revista Nature em 9 de abril de 2025, integra o projeto MICrONS (Machine Intelligence from Cortical Networks) e reconstruiu em três dimensões a rede de comunicação de aproximadamente 84 mil neurônios e 524 milhões de sinapses.

A amostra analisada compreende um volume de tecido cerebral de cerca de um milímetro cúbico, dimensão comparável a uma pequena semente. O mapeamento revelou uma estrutura complexa de ramificações densas e circuitos organizados em camadas, cuja magnitude de conexões em um espaço microscópico levou os pesquisadores a compararem a imagem a galáxias. No total, a reconstrução abrange mais de 200 mil células e cerca de meio bilhão de conexões sinápticas; se toda a fiação identificada fosse estendida em linha reta, alcançaria 5,4 quilômetros.

O diferencial desta pesquisa, conduzida por um consórcio de mais de 150 cientistas, foi a capacidade de unir a anatomia física do tecido à atividade funcional dos neurônios. Para isso, pesquisadores do Baylor College of Medicine utilizaram um camundongo geneticamente modificado, cujos neurônios brilhavam ao serem ativados. Enquanto o animal assistia a vídeos de natureza, esportes, animações e trechos do filme “The Matrix”, a equipe registrou quais células reagiam aos estímulos visuais.

Após a fase de monitoramento, o tecido foi enviado ao Allen Institute, em Seattle, onde foi fatiado em dezenas de milhares de lâminas ultrafinas, com espessura inferior à de um fio de cabelo. Através de microscopia eletrônica de alta resolução, a equipe identificou axônios, que transmitem sinais, e dendritos, que recebem informações, além das sinapses, que operam a passagem de sinais químicos e elétricos. Posteriormente, cientistas da Universidade Princeton aplicaram inteligência artificial e aprendizado de máquina para rastrear essas células e montar a rede tridimensional.

A análise permitiu observar que os neurônios inibitórios — responsáveis por reduzir a atividade de outras células — não se conectam de forma aleatória, mas seguem padrões específicos de ligação. Esse avanço na conectômica, área que estuda a organização de circuitos do sistema nervoso, fornece a base estrutural necessária para testar hipóteses sobre como a fiação cerebral influencia a percepção e o comportamento.

Embora o mapa seja detalhado, ele se restringe a uma área específica do córtex visual de um único animal, não representando a totalidade do cérebro nem permitindo conclusões sobre consciência, memória ou linguagem. O conjunto de dados foi aberto à comunidade científica para a criação de modelos digitais e novas pesquisas.

O projeto, financiado pela BRAIN Initiative, pelos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos e pela IARPA, é visto como um mapa de referência, similar ao propósito do Projeto Genoma Humano. A expectativa é que a compreensão dessas regras de conectividade auxilie, no futuro, a identificar padrões anormais associados a transtornos do desenvolvimento e doenças neurológicas, como autismo, dependência e Alzheimer.