Por trás do cérebro

   O cérebro é capaz de realizar diversas funções, imaginar futuros e armazenar memórias, processar muitas informações ao mesmo tempo como as sensoriais. Ele é capaz de tantas coisas, e seu maior mistério é sabermos como consegue desenvolver tudo isso [1].

   Tudo que sentimos, vemos e ouvimos ao nosso redor é processado e entendido por essa parte do corpo que representa apenas 2% da massa de um adulto. Entretanto, apesar de representar uma parte tão pequena de nossa massa, essa estrutura com mais de 80 bilhões de neurônios consome cerca de 20% de todo o oxigênio e energia disponíveis em nosso organismo [1,2].

   Buscando entender essa estrutura e seus enigmas, a neurociência se estabeleceu, não sendo incomum a presença de físicos nas pesquisas sobre o cérebro. Estes  geralmente auxiliam no estudo desenvolvendo simulações computacionais [2]. Mas, então, vamos aprender um pouco mais sobre como funciona essa estrutura tão fascinante?

   O sistema nervoso central é dividido em duas partes: a medula espinhal, responsável pela transmissão de informações do corpo para o encéfalo e, é claro, o encéfalo, parte central, o qual é protegido pelo crânio. O encéfalo é dividido em três regiões, são elas o Rombencéfalo, responsável pelas funções básicas como o controle de nossos movimentos e instintos de sobrevivência, o Mesencéfalo, responsável por impulsos motores e sensoriais; e o Prosencéfalo que atua no regulamento sentimental e nas funções corporais, além de processar a maioria das informações sensoriais recebidas [3].

   O cérebro é composto em sua maioria por neurônios e células gliais. As células gliais são as mais abundantes e servem como um apoio para os neurônios, que são neste momento nossa peça chave para entender o cérebro. Neurônios são as células responsáveis por receber e processar informações, mas como isso acontece? Por meio de processos eletroquímicos denominados impulsos nervosos. O que acontece é que um neurônio não estimulado tem em seu interior um fluido com carga negativa. Dessa forma, a membrana plasmática fica polarizada, resultando em uma diferença de potencial denominada potencial de membrana ou potencial de repouso.

   Explicando de outra maneira, a membrana plasmática do neurônio alcança esse potencial de membrana por conta da bomba de sódio/potássio, responsável pelo transporte desses elementos para o exterior e interior do neurônio, que é feito por uma enzima denominada ATPase. Essa enzima hidroliza a molécula de ATP (Trifosfato de Adenosina), gerando energia para transportar os íons Na+ e K+ (íons de sódio e potássio, respectivamente) através da membrana. Assim, três dos íons Na+ são bombardeados para fora da célula e dois  K+ entram, o que ocasiona em mais cargas positivas fora da célula do que em seu interior. Há, também, a possibilidade de saída de íons K+ da célula, pois a membrana é mais permeável para os mesmos. Entretanto, a carga positiva externa se torna tão alta que não é mais possível a saída destes, uma vez que esta carga do íon é positiva e só aumentaria a diferença de potencial. Esse é o momento que a membrana alcança seu estado de potencial de repouso [4,5].

   Nesse ponto, qualquer estímulo que aconteça nos neurônios irá deixar as membranas plasmáticas mais permeáveis para a entrada de íons, quebrando o repouso estabelecido. Entretanto, existem dois níveis de despolarização (dependendo da corrente elétrica gerada pelo estímulo), sendo esses denominados potenciais locais e nível de disparo. O nível de disparo resulta em uma onda de despolarização dos neurônios, que é denominado potencial de ação. Já os potenciais locais, como o nome diz, acontecem em poucos neurônios, não gerando uma despolarização em massa [5].

   Todo esse processo acontece quase instantaneamente e  é apenas um pouco do que sabemos até o momento sobre o nosso cérebro. Não chega a ser tudo o que queremos entender sobre ele, mas as pesquisas continuam, quem sabe um dia entendamos muito melhor como acontece tanta coisa nessa pequena região  dentro de nós.

Texto por: Mariana Carachinski

Referências:

[1] BRAINN – um centro de pesquisas sobre o cérebro, disponível em: https://www.brainn.org.br/brainn-um-centro-de-pesquisas- sobre-o-cerebro/. Acessado no dia: 21/08/2020;

[2] Física ajuda a entender como redes de neurônios se organizam, Jornal da USP, disponível em: https://jornal.usp.br/ciencias/ciencias-exatas-e-da-terra/fisica-ajuda-a-entender-como-redes-de-neuronios-se-organizam/. Acessado no dia: 21/08/2020;

[3]  Partes do cérebro – Anatomia do cérebro, CogniFit, disponível em: https://www.cognifit.com/br/partes-do-cerebro. Acessado no dia 21/08/2020;  

[4] O cérebro humano, CogniFit, disponível em: https://www.cognifit.com/br/cerebro. Acessado no dia: 21/08/2020;

[5] Transmissão de informação, disponível em:  http://biologia.ifsc.usp.br/bio1/apostila/bio1_parte_09.pdf. Acessado no dia: 21/08/2020;