Da investigação experimental sobre o sistema límbico à neuroplasticidade: uma reflexão sobre a evolução do conhecimento científico

1. Contextualização

Na década de 1980, encontrava-se profundamente enraizada na neurociência a ideia de que o sistema nervoso central, após o nascimento, apresentava uma capacidade muito limitada de regeneração e que os neurónios não se dividiam de forma significativa. A noção de que o cérebro adulto poderia modificar a sua organização estrutural e funcional estava ainda longe de assumir o significado que hoje atribuímos ao conceito de neuroplasticidade.

Foi neste contexto que, recém-licenciada em Medicina pela Universidade do Porto e convidada para lecionar Neuroanatomia na mesma instituição, iniciei uma investigação experimental sobre o sistema nervoso central.

A investigação utilizou ratos Sprague-Dawley, provenientes da Fundação Calouste Gulbenkian, procurando estudar a influência das hormonas tiroideias no desenvolvimento celular de uma região do sistema límbico relacionada com processos de memória e comportamento emocional.

2. Desenho experimental

Foram estudados 24 animais, 12 machos e 12 fêmeas.

Em cada sexo, metade dos animais foi submetida a tiroidectomia, constituindo-se assim quatro grupos experimentais:

• 6 ratos machos;

• 6 ratos machos submetidos a tiroidectomia;

• 6 ratos fêmeas;

• 6 ratos fêmeas submetidas a tiroidectomia.

Os animais foram acompanhados durante as primeiras três semanas de vida, período particularmente relevante para o estudo do desenvolvimento cerebral.

No final desse período, os animais foram sacrificados por um técnico de laboratório e procedeu-se à preparação histológica do hipocampo. Foi selecionada a região do sistema límbico objeto da investigação.

3. Trabalho laboratorial

Uma parte importante da investigação foi realizada diretamente por mim e consistiu na preparação do material biológico para posterior estudo microscópico.

O tecido foi incluído em parafina, formando pequenos blocos com dimensões adequadas para serem posteriormente seccionados num ultramicrótomo.

Para realizar os cortes utilizava-se uma lâmina de barbear, cortada em quatro partes. Um quarto da lâmina era cuidadosamente manipulado entre os dedos, permitindo produzir cortes extremamente finos do bloco de parafina.

Cada corte era delicadamente recolhido com uma pinça, colocado numa lâmina de vidro e coberto com uma lamela.

Seguia-se a observação ao microscópio ótico e o registo fotográfico sistemático das preparações. Foram produzidas dezenas de rolos fotográficos, correspondentes às imagens microscópicas obtidas ao longo do estudo.

Posteriormente, as imagens eram projetadas numa mesa de análise subdividida em pequenos quadrados. Procedia-se à contagem das células existentes em cada campo, permitindo posteriormente efetuar a soma e comparação dos resultados entre os diferentes grupos experimentais.

Este processo, realizado numa época anterior à digitalização da imagem e à análise computadorizada, exigia uma enorme quantidade de trabalho manual, rigor e repetição.

4. Resultado principal

A observação mais relevante foi a existência de uma diferença no número de células da região do sistema límbico estudada entre os animais dos dois sexos.

As fêmeas apresentavam um maior número de células do que os machos.

Contudo, essa diferença desaparecia nas fêmeas submetidas a tiroidectomia: o número de células aproximava-se do observado nos machos.

Os resultados sugeriam, portanto, uma relação entre a presença das hormonas tiroideias durante o período precoce do desenvolvimento e a expressão da diferença sexual observada na celularidade da região cerebral estudada.

O estudo levantava assim uma questão particularmente interessante: determinadas diferenças estruturais observadas no cérebro não seriam necessariamente determinadas apenas pelo sexo biológico, mas poderiam depender de mecanismos hormonais durante períodos críticos do desenvolvimento.

5. Uma observação experimental que adquiriu novo significado

Na época, a investigação foi realizada num contexto científico em que a capacidade de alteração estrutural do cérebro após o nascimento era considerada muito mais limitada do que aquilo que hoje sabemos.

Nas décadas seguintes, a investigação em neurociência demonstrou de forma inequívoca que o cérebro possui uma extraordinária capacidade de adaptação, reorganização e modificação das suas conexões — a neuroplasticidade.

A experiência, a aprendizagem, o ambiente, o exercício, a estimulação sensorial e diversas formas de treino podem modificar a organização funcional das redes neuronais. Durante a infância e adolescência, quando o cérebro se encontra particularmente plástico, experiências como a aprendizagem musical, diferentes formas de treino motor e a aprendizagem de línguas podem produzir alterações mensuráveis na estrutura e funcionamento de determinadas redes cerebrais.

A neuroplasticidade é também fundamental para compreender a recuperação após uma lesão cerebral. Depois de um acidente vascular cerebral ou de um traumatismo craniano, áreas cerebrais preservadas podem reorganizar as suas conexões e participar, em determinadas circunstâncias, na recuperação de funções que anteriormente dependiam predominantemente de regiões lesadas.

Assim, aquilo que na década de 1980 parecia uma questão quase paradoxal — a possibilidade de o cérebro se modificar estruturalmente — tornou-se um dos conceitos centrais da neurociência contemporânea.

6. A questão da memória afetiva

Os resultados obtidos no estudo experimental levantam ainda uma questão particularmente interessante relativamente às diferenças sexuais observadas nos processos relacionados com emoção e memória.

O facto de as fêmeas terem apresentado maior celularidade na região límbica estudada e de essa diferença depender da presença das hormonas tiroideias constitui uma observação experimental que merece ser interpretada dentro do contexto científico da época.

Contudo, seria cientificamente excessivo concluir diretamente, a partir destes resultados em ratos, que “as mulheres têm maior memória afetiva do que os homens”.

Uma formulação mais rigorosa seria:

O estudo experimental identificou uma diferença sexual na celularidade de uma região do sistema límbico relacionada com processos emocionais e de memória, dependente da presença de hormonas tiroideias durante o desenvolvimento. Esta observação constitui uma hipótese biológica interessante para compreender diferenças sexuais em determinados processos emocionais e mnésicos, mas não permite, isoladamente, extrapolar diretamente os resultados para o comportamento humano.

A investigação posterior sobre diferenças entre homens e mulheres na memória emocional, processamento das emoções e funcionamento cerebral permite hoje discutir esta questão com muito maior profundidade.

7. Duas conclusões fundamentais

Conclusão 1 — O conhecimento científico não é imutável

Uma das maiores lições desta investigação é que aquilo que uma determinada geração científica considera estabelecido pode ser posteriormente reformulado, aprofundado ou até abandonado.

A ciência não deve ser entendida como um conjunto de verdades imutáveis, mas como um processo contínuo de observação, experimentação, confronto de resultados e revisão das hipóteses existentes.

A história da neurociência constitui um exemplo particularmente expressivo. Conceitos anteriormente considerados praticamente estabelecidos acerca da limitada capacidade de alteração do cérebro foram profundamente modificados pela investigação sobre neuroplasticidade.

Esta mesma lógica é particularmente importante na medicina regenerativa contemporânea.

Hoje, muitas intervenções começam por uma observação clínica: um médico verifica, na prática, um resultado consistente e biologicamente plausível produzido por uma tecnologia previamente desenvolvida e submetida a diferentes níveis de validação. A partir dessa observação podem surgir hipóteses que posteriormente devem ser avaliadas através de estudos prospetivos, protocolos controlados e investigação clínica adequada.

Foi também esta lógica de observação → hipótese → investigação que esteve na base do desenvolvimento de muitos protocolos de medicina regenerativa.

No caso do laser CO₂ fracionado, por exemplo, o desenvolvimento de protocolos clínicos foi precedido pela investigação experimental e pela avaliação histológica dos efeitos do tratamento em modelos animais, incluindo estudos realizados em tecido vaginal de porcas.

A medicina progride precisamente quando a observação clínica não é encarada como uma conclusão, mas como o início de uma pergunta científica.

Conclusão 2 — A investigação de ontem pode adquirir um significado novo à luz da ciência de hoje

Uma experiência realizada há várias décadas não deve ser julgada apenas pelos conhecimentos científicos atualmente disponíveis.

Deve também ser compreendida à luz da pergunta que procurava responder, dos métodos disponíveis naquele momento e do conhecimento científico existente na época.

A investigação realizada com os ratos Sprague-Dawley procurava compreender uma questão que hoje podemos enquadrar dentro de um conceito muito mais amplo: como é que fatores biológicos e hormonais interferem com o desenvolvimento e a organização do cérebro?

Décadas depois, a neuroplasticidade tornou-se uma das áreas fundamentais das neurociências.

Por isso, recuperar esta investigação não representa apenas recuperar uma memória pessoal ou profissional. Representa também recuperar um fragmento da história da investigação médica portuguesa realizada numa época em que grande parte desse trabalho ficou registada em papel, fotografias microscópicas e rolos fotográficos, e não em bases de dados digitais.

O facto de hoje ser difícil encontrar essa produção científica através de uma pesquisa informática não significa que ela não tenha existido.

A ciência não começa quando é digitalizada.

Muitas vezes, aquilo que hoje parece uma descoberta contemporânea teve os seus primeiros sinais em experiências realizadas décadas antes, por investigadores que trabalhavam com os recursos e conhecimentos disponíveis no seu tempo.