Breve história do sinal nervoso - III
Graças aos descobrimentos feitos
até à década dos 50, tínhamos uma boa ideia de como eram os emaranhados fios de
conexão do sistema nervoso. Entretanto, pouco se sabia sobre a maneira pela
qual as mensagens viajavam pelo sistema. Uma nova onda de descobertas se fazia
necessária.
Entre aos pioneiros desta nova linha
está Charles Scott Sherrington. Revelou como o sistema nervoso coordena os
movimentos. Os cientistas já estavam familiarizados com os reflexos: um estímulo
provoca uma reação antes que o cérebro se de conta do que esta acontecendo.
Sherrington postulou que, nos reflexos, os impulsos nervosos são coordenados
para criar movimentos musculares. Esta coordenação é parte integral do modo em que os nervos
controlam o corpo. Um conjunto de sinais é transmitido por dois grupos de
neurônios. Um grupo manda um sinal que estimula uma reação; outro grupo manda
sinais que inibem a reação. Os neurônios motores recebem impulsos excitantes e
inibitórios quando os sinais chegam dos receptores sensoriais; porém só dispara
um sinal para que o músculo se contraia quando a excitação supera a inibição. A
ação interconectada e continua de impulsos excitantes e inibitórios disparados
pelos nervos através do corpo provocam uma resposta coordenada sem que nos demos conta. É o que Sherrington chamou de “ação integradora do sistema
nervoso”.
Já em 1859 Helmut von Helmoltz havia conseguido medir o
tempo em que a eletricidade se deslocava através do axônio. Parecia muito lento,
27,4 metros por segundo enquanto que em um fio condutor, viaja quase à velocidade
da luz. É que a eletricidade no nervo não é como a corrente elétrica; esta é um
fluxo rápido de elétrons, enquanto que ao longo do nervo, a eletricidade se
move como potencial de ação,ou seja, uma diferença de carga elétrica entre o
interior do nervo e seu exterior. Na década dos anos 20 os cientistas estavam
seguros de que os sinais nervosos eram elétricos e de que os nervos funcionavam
como fios. Edgar Adrian, Herbert Gasser e Joseph Erlander encontraram formas de
ligar fios aos nervos e amplificar os sinais. Desta forma, conseguiram que o
potencial de ação disparasse um som num alto-falante e também que formara um
traço de luz na tela de um osciloscópio.
Adrian escutando o alto-falante,
observou que os sinais nervosos são muito simples, um ruído seguido por um
silencio seguido por outro ruído, outro silencio e assim por diante. E, para
surpresa, um estímulo mais forte, aumentava o número de impulsos nervosos
produzidos em cada segundo mas não aumentava a magnitude do impulso. Observando
em osciloscópio, Gasser e Erlanger detectaram que os impulsos tinham pequenas
diferenças de padrão em três tipo de fibras nervosas.O tato e o movimento
muscular emitiam sinais rápidos através de fibras grossas ao passo que dor mandava
sinais mais lentos através de fibras mais finas. Começava a ficar claro que os
sinais nervosos são muito simples. A forma em que os nervos estão ligados é o
que determinaria a natureza do sinal.
Alan Hodgkin e Andrew Huxley
formularam a “hipótese iônica” para explicar como se gera o potencial de ação.
Fizeram experimentos com axônios gigantes de lulas com I mm de diâmetro, o que
permitia colocar fios dentro e fora do axônio. Assim, enquanto o impulso
nervoso corria pelo axônio, se media a diferença de voltagem, isto é, o
potencial de ação. Propuseram que ao ser estimulado o nervo, canais de íons na
membrana celular se abrem permitindo que íons de sódio (carga positiva) invadam
a célula criando a fase ascendente do pulso elétrico; a seguir, os íons de
potássio abandonam a célula criando a fase descendente do pulso. Este potencial
de ação desliza ao longo do nervo com os canais iônicos abrindo-se e fechando-se
em rápida sucessão.
Referências:
Doidge,
N. The Brain That Changes Itself (Viking Penguin, USA, 2007).
Farndon, J. Nerve Signalling: Tracing the
Wiring of Life (Nobel Prize Organization, 2009).
posted by Nilton Arnt @ 5:37 AM
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