Historicamente, a massa cinzenta era tipicamente considerada o moedor de órgãos do cérebro, e a matéria branca era apenas o macaco. Mas nos últimos anos, ficou claro que o macaco é tão importante quanto seu mestre.
Nossa matéria cinzenta requintadamente dobrada há muito tempo é o pônei do cérebro; Ele lida com o pesado número de problemas que todos nós confiamos para dar sentido ao mundo. A matéria branca, pensava-se, simplesmente realiza a tarefa de transmitir mensagens de um lado para o outro, como pouco mais que uma coleção de fios passivos.
Embora haja alguma verdade nessa divisão do trabalho, a substância branca é um enorme desserviço. Conforme o conhecimento científico cresce, a importância da matéria branca entra em foco. Sabe-se agora que essa estrada da informação neural está envolvida em uma série de condições e doenças e desempenha papéis vitais na função cerebral, na aprendizagem e na coordenação de centros cerebrais distantes.
O que é matéria branca?
A matéria branca compõe a maior parte das partes profundas do cérebro. Ao contrário da massa cinzenta, que tem um pico de desenvolvimento quando estamos com 11 ou 12 anos de idade, a matéria branca continua se desenvolvendo até os 20 anos (e talvez, de maneiras mais sutis, até os 50 anos).
Consiste em feixes de axônios, ou tratos, que são as projeções longas e delgadas das células nervosas. Como o nome sugere, a matéria branca é mais branca que a massa cinzenta, e sua famosa brancura é devido a uma camada de cera chamada mielina, que é encontrada em cada um dos axônios.
A mielina reveste a superfície de todas as células nervosas, deixando pequenas lacunas – também conhecidas como nós de Ranvier – a cada milímetro.
Nos nervos mielinizados, ao invés de um impulso viajando ao longo do comprimento da célula, como acontece na matéria cinzenta, ela pode pular de um nó para outro, aumentando a velocidade de condução.
Como o principal serviço de mensageiros do cérebro, a mielinização permite que a substância branca passe notas entre regiões distantes a uma velocidade vertiginosa.
De fato, os nervos mielinizados podem transportar impulsos até 100 vezes mais rápido que as fibras não mielinizadas.
No cérebro, a mielina é depositada por células chamadas oligodendrócitos. No nascimento, a cobertura de mielina é relativamente esparsa; Mielinização se move em uma onda, primeiro cobrindo a matéria branca no córtex cerebral mais próximo da nuca e gradualmente se movendo para frente, finalmente cobrindo os lobos frontais em nosso meio até o final dos 20 anos.
Os lobos frontais são importantes para planejamento, raciocínio e julgamento. Alguns cientistas teorizam que a mielinização limitada dessas áreas na juventude pode explicar a incapacidade dos adolescentes de tomar as decisões adequadas dos adultos.
À medida que mais interesse científico foi depositado na matéria branca, ficou claro que ela está longe de ser um pedaço passivo de cabeamento; é dinâmico – seu volume cresce e encolhe com a experiência, processa informações – não apenas transmitindo dados entre pontos.
Matéria branca em doença psiquiátrica
Certas condições têm sido associadas com danos à bainha de mielina. Por exemplo, o sistema imunológico de indivíduos com síndrome de Guillain-Barré e esclerose múltipla ataca a mielina, causando uma fraqueza que se agrava gradualmente e pode terminar em paralisia.
Mas, mais recentemente, as mudanças na mielina foram associadas a várias condições psiquiátricas, como esquizofrenia, depressão maior, autismo, transtorno de estresse pós-traumático, doença de Alzheimer, dislexia, transtorno do déficit de atenção e hiperatividade, transtorno obsessivo-compulsivo e síndrome de Tourette. . A matéria branca tem sido até mesmo implicada na surdez gutural e no tom da surdez.
Uma das condições psiquiátricas mais estudadas em relação à substância branca é a esquizofrenia. Um estudo que investigou 6.000 genes no córtex pré-frontal de cérebros esquizofrênicos forneceu evidências contundentes: dos 89 genes considerados anormalmente regulados, 35 estavam envolvidos na mielinização.
Outros estudos investigaram a matéria branca post-mortem, com alguns demonstrando anormalidades nos tratos da substância branca e diminuição do número de oligodendrócitos em algumas regiões do cérebro.
De fato, mais recentemente, foi demonstrado que os tratos da substância branca na maior parte do cérebro são afetados pela esquizofrenia.
A esquizofrenia tende a se desenvolver durante a adolescência, época em que o prosencéfalo está finalmente recebendo sua cobertura de mielina. Alguns cientistas acreditam que isso pode ser mais do que uma coincidência.
Se essas mudanças são a causa da condição ou uma conseqüência da função anormal do cérebro ainda está para ser entendido, mas é provavelmente um caminho de mão dupla entrelaçada. A evidência disso veio em um artigo publicado em 2007 pelo Dr. Gabriel Corfas. Ele mostrou que interromper o controle genético dos oligodendrócitos poderia produzir mudanças comportamentais impressionantes semelhantes às observadas na esquizofrenia.
Visualizando a substância branca
Um procedimento de imagem chamado imageamento tensor de difusão (DTI), que é baseado na tecnologia MRI, mapeia o movimento relativo da água dentro dos tecidos. Pode ser usado para observar a matéria branca.
O DTI baseia-se na premissa de que, no tecido cerebral normal, a água tem a mesma probabilidade de viajar em qualquer direção.
No entanto, em setores que são orientados em paralelo e cobertos de mielina, é mais provável que se mova ao longo deles, em vez de lado a lado.
Com esta tecnologia, a microestrutura da matéria branca pode ser vista; Fibras mais compactadas com camadas de mielina mais espessas dão sinais DTI mais fortes. Essa tecnologia relativamente nova tem sido usada para procurar elos entre a matéria branca e os resultados cognitivos.
Um estudo, por exemplo, encontrou uma relação entre a estrutura da substância branca e o QI, e os autores concluíram que “a função cognitiva se correlaciona com uma maior organização das fibras”. Da mesma forma, outros cientistas descobriram ligações entre a qualidade da matéria branca no cérebro de um adulto e sua capacidade de leitura.
Pesquisadores também demonstraram que usar nossos cérebros de uma maneira específica pode mudar a estrutura da matéria branca. Por exemplo, um experimento descobriu que praticar regularmente um instrumento musical aumenta o nível de organização dentro da matéria branca nas áreas importantes para a performance musical. Os pesquisadores mostraram que a quantidade de mudança foi proporcional ao número de horas que o indivíduo praticou. Quanto mais você trabalha, mais a matéria branca é modificada.
Como a mielinização se encaixa na história
Em animais que podem andar e se alimentar logo após o nascimento – como cavalos e camundongos – a mielinização está quase completa por nascimento. No entanto, como já mencionado, a mielinização em humanos continua nos nossos 20 ou 30 anos. O fato de demorar tanto é um bom indício de que está realizando mais do que apenas um papel isolante.
O longo período de tempo que a mielinização leva em humanos se alinha com o mesmo período de tempo quando o córtex cerebral humano passa por uma enorme reestruturação das conexões sinápticas. Esta remodelação é entendida para modificar o cérebro de acordo com a experiência. Por essa razão, alguns pesquisadores acreditam que a mielina e, portanto, a substância branca, desempenham um papel na formação do cérebro através de nossas experiências à medida que nos desenvolvemos.
Esta teoria soa verdadeira em uma série de estudos com animais. Por exemplo, um estudo sobre ratos do Alasca descobriu que a mielinização no cérebro é regulada por mudanças sazonais na duração do dia. Os animais que foram mantidos em um ambiente com dias constantemente longos tiveram mais volume de substância branca.
Em ratos, o estresse durante os últimos 6 dias de gestação causa aumento da mielinização na prole nas primeiras 2 a 3 semanas de vida, com níveis voltando ao normal no 40º dia.
Por outro lado, uma experiência mais agradável também pode alterar a estrutura da substância branca. Os oligodendrócitos aumentam em número no córtex visual de ratos que são criados em ambientes enriquecidos, incluindo interação social e coisas para brincar.
Alguns estudos em humanos também encontraram uma interação entre a experiência inicial e o volume de substância branca. Um estudo publicado comparou os cérebros de crianças que foram abusadas ou negligenciadas com os cérebros de crianças que não tiveram.
O corpo caloso – ou seja, a maior estrutura de substância branca no cérebro, que conecta os hemisférios cerebrais esquerdo e direito – foi 17 por cento menor naqueles que sofreram abuso.
Por que o revestimento de cera é tão importante?
Em suma, não temos a resposta completa para essa pergunta, mas há alguns tópicos interessantes para escolher.
A sincronia da massa cinzenta é importante para o desenvolvimento neural e a aprendizagem. Diz o ditado: “Neurônios que disparam juntos, conectam-se juntos”. Em outras palavras, os neurônios que disparam em sincronia têm mais probabilidade de ficar permanentemente conectados; os nervos que disparam juntos são considerados importantes e serão fortalecidos e preservados.
Agora, se dois nervos que trabalham juntos vêm de diferentes distâncias e são idênticos, os sinais não chegarão juntos; Para coordenar o disparo, um dos axônios precisa ser acelerado ou desacelerado.
A precisão de milissegundos é vital.
Quando realizamos uma tarefa complexa, como tocar um instrumento, a informação é enviada de uma série de centros cerebrais e flui para frente e para trás. Sincronia é uma obrigação, e simplesmente disparar mensagens na maior velocidade possível não seria uma solução viável.
À medida que surgem novas descobertas, parece claro que a mielina desempenha um papel fundamental no desenvolvimento da sincronia, e pode alterar a velocidade de condução dos folhetos da substância branca de várias maneiras.
Por exemplo, a mielina pode alterar fisicamente o diâmetro do axônio (nervos mais largos passam os sinais mais rapidamente). Além disso, os oligodendrócitos podem alterar quantas folhas de mielina depositam, que podem ter até 150 folhas por fibra, alterando novamente a velocidade de condução. Além disso, alterando o número ou o espaçamento dos nós de Ranvier, as velocidades podem ser ajustadas, com mais nós próximos diminuindo a velocidade dos impulsos.
Estamos apenas começando a desvendar os mecanismos por trás da influência da matéria branca na função cognitiva, mas já estão se abrindo potenciais caminhos.
A matéria branca é tão essencial à função cerebral quanto seu vizinho cinza; é dinâmico, envolvido no aprendizado e nos ajuda a estabelecer habilidades e memórias. Sem dúvida, à medida que a pesquisa continua e a imagem se torna mais nítida, a importância da mielina e da substância branca continuará aumentando.
A matéria branca realmente importa.
