Pesquisas do IFSC relacionam vascularização cerebral e atividade neural

Publicado em Ciências por em

Da Assessoria de Comunicação do IFSC

Pesquisadores do Grupo de Computação Interdisciplinar (GCI) do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP e da Harvard Medical School (Estados Unidos) unem conhecimentos de biologia e física computacional para entender melhor os sistemas vascular e neurológico dos mamíferos. O estudo investiga a influência de características como espessura e tamanho das veias e artérias cerebrais na atividade neural, para determinar a relação entre o desenvolvimento neuronal e da vascularização do cérebro. Os pesquisadores de Harvard estudam a parte biológica, enquanto o IFSC, por meio do professor Luciano da Fontoura Costa e do aluno de doutorado César Comin, quantificam as ramificações, espessura e comprimento das artérias e veias em imagens do cérebro.

Os vasos sanguíneos são responsáveis por carregar nutrientes ao organismo, incluindo-se o cérebro. “A contribuição dos pesquisadores brasileiros é quantificar esses aspectos estruturais da vascularização e parte do sistema neuronal em imagens tridimensionais. Para isso, utilizamos uma metodologia que envolve análise de imagens e redes complexas”, explica o professor.

Os pesquisadores utilizam um software desenvolvido no grupo para analisar as imagens enviadas pelos pesquisadores de Harvard. Cria-se um “esqueleto” das imagens ou, numa linguagem mais técnica, a “topologia do sistema”, que transforma os vasos sanguíneos em linhas. Estas são medidas minuciosamente, incluindo-se suas eventuais bifurcações. “É possível estimar o nível de complexidade do sistema. Quanto maior o comprimento e a quantidade de bifurcações, por exemplo, maior o potencial para a irrigação dos vasos”, elucida Comin.

Os dados quantitativos devem trazer importantes informações referentes à parte biológica. Os pesquisadores de Harvard baseiam-se em vibrissas de ratos (pelos compridos e sensíveis que alguns mamíferos possuem nas narinas) para fazer as imagens, que define um modelo interessante para se estudar a vascularização em consequência da sua modularidade. Por meio de experimentos que estimulam ou inibem as atividades neuronais das vibrissas, eles tentam encontrar novas correlações. “Em cada uma das situações experimentais é feito um mapa de vascularização, que é depois analisado por nós. Notou-se que a vascularização é diferente em cada uma das situações às quais as vibrissas são submetidas”, conta Costa.

O software criado pelo GCI para análise das imagens dos vasos sanguíneos também pode ser utilizado na análise de sistemas com características semelhantes. Em outro estudo desta colaboração do GCI com a Harvard Medical School, os pesquisadores estão fazendo a análise da estrutura vascular dos pulmões, seguindo metodologia análoga à utilizada para as vibrissas. “É claro que existem adaptações para cada problema, enquanto nossa contribuição refere-se à metodologia de análise de imagens para desvendar as propriedades geométricas e topológicas dessas estruturas tridimensionais”, explica o docente.

A pesquisa com Harvard sobre as vibrissas já apresentou um resultado interessante, que rendeu uma publicação na revista Neuron. Concluiu-se que a ativação neuronal estimula o aumento da complexidade da estrutura vascular.
Esse resultado incita novas questões que, novamente, deverão contar com a ajuda dos pesquisadores do IFSC para serem respondidas. Uma delas é tentar entender melhor aspectos da modularidade da vascularização cortical. Novamente, Harvard enviará imagens e o IFSC as analisará.

Nessa nova etapa, será dada mais ênfase a análises estatísticas, fato que dá ainda mais corpo à multidisciplinaridade da pesquisa em questão e reforça a importância das parcerias científicas dentro e fora do país. No Brasil, a pesquisa conta com o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Mais informações:(16) 3373-9770; email comunicifsc@ifsc.usp.br

.