Até pouco tempo atrás, tentar desvendar as vias de informações neuronais parecia impossível. Isso porque o cérebro humano possui bilhões de neurônios que fazem milhares de conexões nervosas entre si. Essas interações são responsáveis por trilhões de sinapses, uma complexidade quase que inexplicável.

Mas da mesma forma que a maioria dos aviões passam por hubs de aviação, as informações no cérebro trafegam por caminhos conhecidos. Um trabalho americano recente mostrou que 70% de todo fluxo de informação elétrica cortical passa por apenas 20% das rotas neuronais na mesma região. Essa observação sugere que exista um tipo de sub-rede nervosa, responsável pela linguagem, aprendizado e memória.

O trabalho foi um misto de eletrofisiologia, aonde os cientistas “ouviram” a informação elétrica de 500 neurônios do córtex somatosensorial, registrando um volume grande de informação, numa região particularmente pequena do cérebro. Os dados foram usados em modelagens computacionais para gerar possíveis redes com o fluxo de informação encontrado. Esses modelos mostraram que a forma mais eficiente seria através desses hubs neuronais. Como consequência, foi possível inclusive distinguir a direção da informação, criando-se mapas com as conexões possíveis. Um ponto importante desse estudo é que ele não se restringiu a regiões corticais distantes, mas também mostrou que os hubs existem em micro-redes ou micro-estruturas locais.

Esses “hubs neuronais” seriam cruciais para entender como funcionam as regiões com tráfego pesado de informação cortical. A ideia é que existam neurônios seletivos que estariam orquestrando essas redes de forma eficiente. Ou seja, apesar do alto nível de informação, apenas alguns neurônios seriam realmente importantes pela manutenção desse tráfego. Por isso, é também uma possível explicação do porque essas redes neuronais seriam tão vulneráveis, afinal, pequenos defeitos poderiam causar grandes estragos no sistema. O trabalho cria hipóteses evolutivas interessantes, por exemplo, a de que nosso cérebro parece favorecer a eficiência entre vulnerabilidade.

O trabalho foi feito em roedores, mas sabe-se que esse tipo de trânsito pesado também existe em outros mamíferos, inclusive no cérebro humano. Por isso, acredita-se que o trabalho irá nos ajudar a desvendar como doenças neurodegenerativas, com perdas de neurônios, afetam a eficiência das redes nervosas. O estudo também gera hipóteses interessantes para doenças do neurodevenvolvimento, aonde mutações genéticas sutis poderiam causar um mal-funcionamento de neurônios essenciais nas redes, como é o caso do espectro autista. Para entender como esses neurônios mantém a informação no cérebro fluindo de forma dinâmica, será necessário entender como os hubs se coordenam para controlar o fluxo de informação.