Rochester, EUA — InkDesign News — Uma pesquisa inovadora da Universidade de Rochester investiga se os neurônios vivos conseguem transmitir luz por meio de seus axônios, similar ao funcionamento de fibras ópticas, uma possível nova dimensão na comunicação neural.
Contexto da descoberta
O sistema nervoso é uma das expressões mais complexas da evolução biológica, cuja eficiência baseia-se principalmente no potencial de ação, impulsos elétricos que transmitem informações. Estudos recentes sugerem que os neurônios podem também utilizar fótons, partículas de luz, na comunicação interna. Os axônios, prolongamentos longos e finos das células nervosas, apresentam estrutura semelhante às fibras ópticas tradicionalmente usadas em telecomunicações, levantando a hipótese de que poderiam conduzir luz.
Publicações científicas anteriores indicam a emissão ultrafraca de fótons no cérebro, porém a função desta emissão permanece obscura.
“Existem artigos científicos que indicam que o transporte de luz pode ocorrer nos axônios neuronais, mas ainda não há evidências experimentais claras.”
(“There are scientific papers offering indications that light transport could happen in neuron axons, but there’s still not clear experimental evidence.”)— Pablo Postigo, Professor, University of Rochester
Métodos e resultados
Considerando que os axônios têm largura inferior a dois micrômetros, a equipe do Professor Postigo destaca a dificuldade de medir propriedades ópticas usando técnicas convencionais. Para detectar a transmissão de luz, será necessário empregar tecnologias nanofotônicas capazes de interagir com escalas nanométricas e quantificar fótons isolados, pois, se a transmissão ocorrer, poderá envolver quantidades extremamente pequenas de luz.
O grupo planeja desenvolver sondas fotônicas que injetem luz diretamente nos axônios de neurônios vivos e, simultaneamente, capturem os fótons emitidos. O objetivo é mensurar comprimentos de onda e intensidades para caracterizar o transporte óptico, caso confirmado.
“Se houver transmissão de luz, poderá ocorrer com quantidades muito pequenas, até mesmo um único fóton de cada vez.”
(“If there is light transmission, it may happen with very tiny amounts of light, even a single photon at a time.”)— Pablo Postigo, Professor, University of Rochester
Implicações e próximos passos
Se comprovada, a capacidade dos axônios neuronais de guiar luz potencialmente revolucionaria o entendimento sobre comunicação neural e abriria novas perspectivas para tratamentos médicos de doenças cerebrais. A medição precisa das propriedades ópticas dos neurônios poderia fornecer insights inéditos para diagnósticos e terapias, além de desafiar o paradigma atual centrado exclusivamente nos impulsos elétricos.
Com o avanço das técnicas nanofotônicas e opto-eletrônicas, futuros estudos poderão explorar as funções dos fótons na biologia neural e suas possíveis aplicações tecnológicas. A pesquisa evidencia a necessidade de abordagens multidisciplinares para elucidar esse fenômeno ainda pouco compreendido.
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Fonte: (sci.news– Ciência & Descobertas)
