Pesquisa desenvolve atlas do cérebro da abelha
Equipe fez imagens de micro-tomografia computadorizada de dez cabeças de abelhas
Foto: Pixabay
O zangão de cauda amarela Bombus terrestris é uma das espécies de abelha mais comum na Europa. Não é apenas ativo na natureza como polinizador - os humanos também o usam em estufas e túneis de alumínio para obter boas colheitas de tomates ou morangos.
A abelha-de-cauda-amarela também é usada na ciência: "A pesquisa básica está cada vez mais usando-a como um organismo modelo para analisar o aprendizado e a memória, o sistema visual, o controle de vôo e as habilidades de navegação", disse o Dr. Keram Pfeiffer, professor de neurobiologia no Biocentro de Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg na Baviera, Alemanha. Pfeiffer investiga a base neuronal da orientação espacial em insetos. Junto com sua aluna de doutorado Lisa Rother e uma equipe internacional, ele agora apresenta o primeiro atlas de um cérebro de abelha de cauda amarela baseado em dados de tomografia computadorizada (TC) na revista Cell and Tissue Research .
Nadine Kraft e o líder do grupo Emmy Noether, Dr. Basil el Jundi (ambos JMU), bem como o Dr. Richard J. Gill e o Dr. Dylan Smith do Imperial College de Londres, também estiveram envolvidos no trabalho.
Para criar o atlas, a equipe de pesquisa fez imagens de micro-tomografia computadorizada de dez cabeças de abelhas de cauda amarela. Destes, eles primeiro extraíram os dados de imagem que mostram os cérebros. Em cada uma dessas pilhas de dados, 30 regiões do cérebro da abelha foram reconstruídas manualmente em três dimensões. No cluster de computação de alto desempenho da JMU, Julia, um cérebro padrão foi calculado a partir dos dez conjuntos de dados, com base em seus valores médios.
“O atlas será usado para pesquisas em que os circuitos neuronais são analisados. Os princípios funcionais de tais circuitos geralmente são válidos, por isso também ocorrem em humanos, por exemplo”, explica Pfeiffer.
Atlas cerebrais semelhantes já existem para várias outras espécies de insetos. No entanto, nenhum deles é baseado em imagens de micro-TC, mas uma combinação de imunocoloração de regiões sinápticas e microscopia confocal.
Em comparação com o micro-TC, essa técnica tem duas desvantagens: primeiro, a resolução na direção z (da frente para trás) é muito menor do que a resolução lateral. Em segundo lugar, um cérebro deve ser dissecado para imunocoloração. No processo, as regiões externas do cérebro, em particular, podem ser danificadas e mudar de posição.
A micro-CT permite que o cérebro permaneça no animal. Assim, todas as partes permanecem intactas e em sua posição natural. Além disso, a resolução das imagens micro-CT é a mesma em todas as direções. Isso simplifica a inserção posterior de dados neuronais e fornece mais detalhes quando vistos de lado.
Objetivo: combinar os dois métodos
"Atualmente, também estamos trabalhando em um atlas do cérebro de abelha usando o método convencional de microscopia confocal", disse Pfeiffer. Este método tem a vantagem - pelo menos no momento - de que o contraste e a resolução dos dados são melhores.
Para combinar as vantagens de ambos os métodos, o atlas convencionalmente criado será registrado no atlas micro-CT no final. O resultado será um atlas que oferece alta resolução e alto contraste, bem como uma posição espacial realista das áreas individuais do cérebro em relação umas às outras.
No momento, apenas métodos microscópicos padrão estão disponíveis para a coloração de células nervosas individuais. Os dados coletados com esses métodos só podem ser inseridos no cérebro padrão com restrições. "Queremos, portanto, desenvolver protocolos de coloração que permitam que as estruturas neuronais sejam gravadas diretamente com micro-TC", anuncia o neurobiologista da JMU.
