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Os circuitos do cérebro salvam a língua ao mastigar

O diagrama de fiação similar pode ser usado em outra parte no cérebro

Comer, como a respiração e o sono, parece ser uma tarefa biológica um pouco básica. Contudo mastigar exige uma interacção complexa entre a língua e a maxila, com a língua que posiciona o alimento entre os dentes e então mover-se remotos cada vez que a maxila aperta para baixo para o mmoer acima. Se o acto não foi coordenado precisamente, o chewer azarado terminaria acima a mordedura de mais língua do que o burrito.

Os pesquisadores de Duke University usaram uma técnica de seguimento sofisticada nos ratos para traçar os circuitos subjacentes do cérebro que mantêm horas de comer relativamente indolores. O estudo, que aparece o 3 de junho no eLife, poderia emprestar a introspecção em uma variedade de comportamentos humanos, da moedura de dentes da noite ao sorriso ou aos vocalizations complexos.

“Mastigar é uma actividade que você possa consciente controlar, mas se você para de pagar a atenção estes neurônios interconectados no cérebro fazem-no realmente todo para você,” disse Edward Stanek IV, autor do estudo do chumbo e aluno diplomado na Faculdade de Medicina de Duke University. “Nós estávamos interessados em compreender como este tudo trabalha, e a primeira etapa figurava para fora onde estes neurônios residem.”

As tentativas de traço precedentes produziram uma imagem relativamente obscura deste centro de controle de mastigação. Os pesquisadores sabem que o movimento dos músculos na maxila e a língua estão governados pelos neurônios especiais chamados motoneurons e que estes por sua vez estão controlados por um outro grupo de neurônios chamados os neurônios do premotor. Mas a natureza exacta destas conexões -- que neurônios do premotor conectam a que motoneurons -- não foi definido.

O ventilador superior Wang, Ph.D., professor adjunto da neurobiologia e um membro do autor do estudo do duque Instituto para ciências de cérebro, tem traçado circuitos neurais nos ratos por muitos anos. Sob sua orientação, Stanek usou um formulário especial do vírus de raiva para seguir as origens de mastigar movimentos.

O vírus de raiva trabalha naturalmente saltando para trás através dos neurônios até que contamine o cérebro inteiro de sua vítima. Para este estudo, Stanek usou uma versão genetically deficiente da raiva que poderia somente saltar dos músculos aos motoneurons, e então de volta aos neurônios do premotor. O vírus igualmente conteve uma etiqueta fluorescente verde ou vermelha, que permitisse os pesquisadores de ver onde aterrou depois que era salto feito.

Stanek injectou estes vírus fluorescente etiquetados em dois músculos, no músculo deprojecção do genioglossus e no músculo defechamento do masseter. Encontrou que um grupo de neurônios do premotor conecta simultaneamente aos motoneurons que regulam a abertura da maxila e àqueles que provocam a saliência da língua. Similarmente, encontrou um outro grupo que conectasse a ambos os motoneurons que regulam o closing e os aqueles da maxila responsáveis para a retração da língua. Os resultados sugerem um método simples para coordenar o movimento da língua e da maxila que mantem geralmente a língua segura de ferimento.

“Usar os neurônios compartilhados do premotor para controlar os músculos múltiplos pode ser uma característica geral do sistema do motor,” disse Stanek. “Para outros estudos no resto do cérebro, é importante manter-se na mente que os neurônios individuais podem ter efeitos em áreas a jusante do múltiplo.”

Os pesquisadores estão interessados em usar sua técnica para saltar mesmo ainda mais para trás no cérebro do rato, traçando eventualmente os circuitos toda a maneira até o córtice. Mas primeiramente planeiam investigar mais profundo nas conexões entre o premotor e os motoneurons.

“Esta é apenas uma etapa pequena em compreender o controle destes movimentos orofacial,” Stanek disse. “Nós olhamos somente dois músculos e há pelo menos outros 10 músculos activos durante a mastigação, beber, e o discurso. Há ainda muito trabalho para olhar estes outros músculos, e somente então pode nós obter uma imagem completa de como estes todos trabalham como uma unidade para coordenar este comportamento,” disse Stanek.