Modulação sináptica: entendendo os mecanismos por trás do controle sináptico.
A modulação nos processos de condução de estímulos entre neurônios pode ocorrer através do aumento ou diminuição da atividade sináptica, caracterizando uma atividade excitatória ou de inibição dependendo dos estímulos que chegam naquela célula. A resposta modulatória de um neurônio pós sináptico se dá pela soma de sinais que ele recebe de todos os neurônios pré-sinápticos, por exemplo, se a soma de todos os estímulos que chegam em um neurônio for excitatório e o potenciais graduados gerados forem o suficiente para atingir o limiar da zona de disparo, a despolarização acontece e o potencial de ação é gerado (Imagem abaixo A) estimulando a liberação de neurotransmissor por esse neurônio. Já se alguns dos sinais que chegam em um neurônio forem inibitórios, isso faz com que sejam gerados potenciais graduados mais fracos, não sendo suficiente para gerar um potencial de ação (Imagem abaixo B) . O que define se um estímulo recebido seja inibitório e excitatório é o tipo de neurotransmissor liberado na fenda sináptica pelo neurônio pré-sináptico. As principais células envolvidas nesse processo de modulação são os interneurônios.
A variabilidade nas respostas a estímulos excitatórios se dá pela disponibilidade desses neurotransmissores na fenda sináptica. Essa liberação é controlada pela quantidade de potenciais de ação que chegam até o terminal axonal. Logo quanto maior a frequência de disparo de um neurônio, mais neurotransmissores excitatórios serão liberados, e maior será o estímulo e a intensidade de potenciais graduados gerados nos neurônios pós-sináptico. Nesse caso, os neurotransmissores abrem canais iônicos que permitem a entrada e saída de íons (como a entrada de sódio por exemplo), responsáveis por gerar uma onda de despolarização elétrica que se espalha por todo citoplasma da célula (fluxo de corrente local) de forma variável dependendo do estímulo recebido. Esse fluxo de corrente local vai perdendo intensidade por vazamento de corrente e resistência citoplasmática até chegar a zona de disparo, onde após atingir o limiar de disparo, no caso de estímulos excitatórios, gerará uma despolarização responsável por criar o potencial de ação axonal que não varia sua intensidade com a distância percorrida. Todos esses mecanismos também estão envolvidos na variabilidade das respostas a estímulos excitatórios.
Sabendo de tudo isso, será que podemos realizar algum tipo de modulação sináptica artificialmente? Isso parece ter sido possível por um grupo de cientistas de Stanford (EUA) e do Instituto Italiano de Tecnologia (Itália), que desenvolveram um material sintético inorgânico que permite a interação de sinapses artificiais com neurônios orgânicos vivos. Este processo neuromórfico imita a comunicação biológica humana principalmente natural no cérebro. A ideia do grupo surgiu a partir do uso de redes neurais artificiais (RNAs) , uma espécie de inteligência artificial, em sistemas biológicos.
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- Culture development, Behavior, perception and Latin American Consciousness in First Person
Figuras adaptadas de: Silverthorn, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. Artmed editora, 2010.
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