Questão 4 Unifesp 2020 - 2ª fase - Bioexatas
Pesquisadores conseguiram fazer com que macacos que sofriam de paralisia em uma das pernas, devido a lesões na espinha, pudessem retomar o movimento com o uso de um dispositivo wireless implantado no cérebro.
Os macacos tiveram chips implantados nas partes do cérebro que controlam o movimento. Os chips detectam os impulsos elétricos com as instruções para mexer a perna e enviam os dados para um computador sobre a cabeça dos macacos. O computador decifra as mensagens e envia as instruções em modo wireless para receptores, adaptados à coluna, que estimulam os nervos correspondentes por meio de sinais elétricos. A transferência de informações em modo wireless ocorre sempre em um único sentido.
(Janus Gallagher. “Tecnologia wi-fi ajuda a reverter paralisia em macacos”, 10.11.2016. www.bbc.com. Adaptado.)
a) Que células interagem com os chips implantados no cérebro dos macacos? Como se denominam os nervos que conectam a medula espinhal às células musculares que movimentam a perna dos macacos?
b) Ao espetar com um alfinete a perna que sofre paralisia, há reação de afastamento repentino da perna, porém os macacos não sentem que foram espetados. Qual o papel da medula espinhal nesse afastamento repentino? Por que a transferência de informações em modo wireless não permite que os macacos sintam que essa perna foi espetada pelo alfinete?
a) De acordo com o enunciado, os macacos tiveram chips implantados nas partes do cérebro que controlam o movimento, portanto, as células que interagem com os dispositivos implantados são os neurônios. O tecido nervoso é constituído por vários tipos de células, como oligodendrócitos, astrócitos, micróglia e outras, no entanto, são os neurônios as principais células, pois eles são os responsáveis pela atividade eletroquímica que resulta na condução e transmissão dos impulsos que controlam e integram o funcionamento de todos os sistemas corporais.
O sistema nervoso é formado pelo sistema nervoso central (SNC) e sistema nervoso periférico (SNP), sendo que esse último pode ser dividido funcionalmente em sistema nervoso autônomo (SNA) e sistema nervoso somático (SNS).
O SNS é composto por neurônios sensitivos e neurônios motores. Os primeiros são responsáveis por transmitir as informações sensoriais obtidas nos órgãos sensoriais corporais até à medula do SNC. Já os neurônios motores são responsáveis por levar os impulsos gerados no SNC até à musculatura e promover o controle voluntário da musculatura esquelética.
O SNP é constituído por 12 pares de nervos cranianos e 31 pares de nervos raquidianos. Dentro desses nervos são encontrados tanto neurônios sensitivos como neurônios motores. Assim, os nervos que conectam a medula espinhal às células musculares que movimentam a perna do macaco são os nervos raquidianos (ou espinhais) e os neurônios que transportam o impulso para a contração muscular são os neurônios motores.
b) O afastamento repentino da perna descrito como resposta ao estímulo do alfinete é o ato reflexo. O comportamento é involuntário, sem participação do encéfalo e resulta do arco reflexo, um fenômeno que conta exclusivamente com neurônios da medula do SNC (neurônios associativos) e neurônios sensitivos e motores do SNP. No arco-reflexo em questão, o estímulo do alfinete resulta em um impulso nervoso que é conduzido pelo neurônio sensitivo até os neurônios associativos da medula, em seguida é transmitido diretamente ao neurônio motor que o conduz até à musculatura, produzindo o movimento. Como não há participação encefálica o processo ocorre involuntariamente e tem como objetivo fornecer uma resposta rápida à estímulos nocivos com o intuito de reduzir a intensidade da lesão causada pelo estímulo. Portanto, a função da medula no afastamento da perna, exercidas pelos neurônios associativos, é de integrar a atividade dos neurônios sensitivos à dos motores, uma vez que está conectado em ambos pelas suas extremidades.
Em condições normais, quando um impulso nervoso conduzido pelo neurônio sensitivo chega à medula, alguns neurônios ali presentes se responsabilizam por levar a informação sobre esse estímulo até ao encéfalo, somente após a chegada da informação em região encefálicas específicas que o animal terá sentirá o estímulo e terá ciência do mesmo.
Caso exista uma lesão na medula, tanto os impulsos que sobem por ela em direção ao encéfalo como aqueles que partem dele em direção à medula serão interrompidos. Dessa forma será impossível exercer o controle motor da região após a lesão e os estímulos sensoriais coletados em regiões antes da mesma não serão sentidos.
A transferência wireless realizada no experimento parte do encéfalo e vai até aos receptores adaptados na coluna, permitindo o controle motor da região posterior à lesão. Como a transferência propiciada pelo dispositivo é unidirecional, os estímulos sensoriais coletados na região após lesão não serão transferidos ao encéfalo, sendo, portanto, impossível o animal experimental ter sentir e ter ciência desses estímulos.