A agressão descontrolada pode levar a conflitos, violência e consequências negativas para os indivíduos e para a sociedade. No entanto, isso não significa que ela não tenha qualquer propósito. É um comportamento instintivo encontrado em muitas espécies que pode ser necessário para a sobrevivência. A chave é gerenciar e canalizar a agressão.
Em um estudo recente utilizando camundongos, investigadores da Universidade de Tohoku demonstraram que as interações neurónio-gliais no cerebelo definiram o tom da agressão, sugerindo que futuros métodos terapêuticos poderiam basear-se no ajuste da atividade glial para controlar a raiva e a agressão. As descobertas foram detalhadas na revista Neuroscience Research.
Os cientistas reconheceram recentemente o papel do cerebelo nas funções não motoras, como a cognição social. Um cerebelo com mau funcionamento pode ocorrer em transtornos do espectro do autismo e na esquizofrenia, levando a dificuldades de interação social. Em particular, foi relatado que uma região do cerebelo, conhecida como vermis, foi associada à agressão em humanos. Portanto, os pesquisadores investigaram a possibilidade de as células gliais de Bergmann no vermis cerebelar regularem o volume de agressão em camundongos.
Figura 1: Diagrama esquemático do mecanismo de atividade das células gliais cerebelares na regulação da agressão. O gliotransmissor poderia ser liberado em resposta ao aumento da concentração intracelular de Ca2+ nas células gliais cerebelares de Bergmann. Transmissores excitatórios como o glutamato aumentariam a atividade das células cerebelares de Purkinje. A única fibra nervosa de saída do cerebelo é o axônio da célula de Purkinje (PC). A atividade do PC leva à entrada inibitória de GABA nos núcleos cerebelares profundos (DCN). Contatos neuronais excitatórios do DCN para a área tegmental ventral (VTA) foram identificados. Foi relatado que os neurônios dopaminérgicos na VTA têm uma influência significativa no comportamento social, incluindo a agressão. Portanto, se a via esquemática descrita funcionar, então seria esperado que um aumento na concentração de Ca2+ nas células gliais cerebelares aumentasse a atividade do PC e suprimisse a atividade do DCN e VTA, levando à redução da agressão. Isso pode levar a um rompimento precoce das brigas. Por outro lado, uma diminuição na concentração de Ca2+ nas células gliais cerebelares diminuiria a atividade do PC e aumentaria a atividade do DCN e VTA, o que aumentaria a agressividade e levaria à dominância em situações de luta. Imagem retirada de Yuki Asano e Ko Matsui (2023).
“As células do cérebro podem ser divididas em neurônios e glias e, embora as glias ocupem aproximadamente metade do cérebro, sua participação no processamento de informações, na plasticidade e na saúde do cérebro tem sido um enigma há muito tempo”, diz o professor Ko Matsui, do Super- laboratório de fisiologia cerebral da rede da Universidade de Tohoku, que liderou a pesquisa. "Nosso método de fotometria de fibra recém-criado forneceu uma porta de entrada para a compreensão da fisiologia da glia."
Matsui e colaboradores empregaram o modelo residente-intruso, onde um camundongo (o intruso) entra no território de outro (o residente). Quando o camundongo macho desconhecido entra na gaiola, é bastante comum que uma série de brigas comece entre o residente e o intruso. Cada rodada de combate durou cerca de 10 segundos, e essas foram repetidas a uma frequência de aproximadamente uma por minuto. A superioridade e inferioridade do residente e do intruso mudavam dinamicamente em cada rodada de combate.
Figura 2: Potencial de campo local da banda Theta (LFP) no cerebelo após a ruptura do combate. LFPs foram registrados entre dois eletrodos implantados no cerebelo do camundongo. Na rodada de combate específica mostrada, o camundongo intruso aproximou-se do residente e uma briga começou imediatamente após o contato. Os sinais registrados durante o combate não foram analisados, pois continham sinais elétricos provenientes de movimentos musculares provenientes de exercícios intensos. Após o término do combate, os dois camundongos ficaram parados. Os LFPs no cerebelo mostraram oscilações na faixa de frequência de 4 a 6 Hz (banda teta). Em experimentos separados, quando a estimulação elétrica da banda teta foi aplicada através do mesmo eletrodo cerebelar imediatamente após o início da luta, o combate muitas vezes terminou rapidamente. Também foi demonstrado que a fotoestimulação ChR2 das células gliais cerebelares resulta em LFP da banda teta no cerebelo e também faz com que a luta seja interrompida precocemente. Imagem retirada de Yuki Asano e Ko Matsui (2023).
O método de fotometria de fibra revelou que os níveis intracelulares de Ca2+ na glia cerebelar diminuíram ou aumentaram em conjunto com a superioridade ou inferioridade da luta, respectivamente. Quando o combate terminou, os investigadores observaram potenciais de campo locais de banda teta de 4 a 6 Hz no cerebelo, juntamente com um aumento sustentado nos níveis de Ca2+ na glia. A estimulação optogenética da glia cerebelar induziu o surgimento da banda teta, causando uma interrupção precoce da luta.
Foi demonstrado que a Glia controla o ambiente iônico e metabotrópico local no cérebro e também libera transmissores que podem afetar a atividade neuronal nas proximidades. Os resultados sugeriramm que a atividade neuronal cerebelar da banda teta é regulada pela atividade das células gliais de Bergmann, demonstrando assim que as células gliais cerebelares desempenham um papel na regulação da agressão em camundongos.
O investigador principal do estudo, Yuki Asano, diz que futuras estratégias de controle da raiva e controle clínico da agressão excessiva e do comportamento violento podem ser realizadas através do desenvolvimento de uma estratégia terapêutica que ajuste a atividade glial no cerebelo. "Imagine um mundo sem conflitos sociais. Ao aproveitar a capacidade inata da glia cerebelar para controlar a agressão, um futuro pacífico poderia tornar-se realidade."
Figura 3: Medição de fibra óptica do ambiente cerebral local do cerebelo. Medimos três tipos de fluorescência (fYFP, dYFP e fCFP) inserindo uma fibra óptica no cerebelo e enviando dois tipos de luz de excitação. Ao comparar as três formas de onda de fluorescência, podemos estimar a flutuação da concentração de Ca2+ nas células gliais, a flutuação do pH e o volume sanguíneo cerebral local. A análise das flutuações na concentração de Ca2+ nas células gliais durante os combates revelou que os seus níveis diminuíram significativamente quando os camundongos residentes registrados reagiram e atacaram os intrusos. Quando os camundongos registrados foram perseguidos por trás pelos camundongos intrusos, o nível de cálcio nas células gliais aumentou significativamente. Além disso, os níveis permaneceram elevados mesmo após o término da luta. Estes resultados sugeriram que a atividade das células gliais cerebelares está ligada à agressão do rato. Imagem retirada de Yuki Asano e Ko Matsui (2023).