What are mini brains? - Madeline Lancaster

Tradutor: Rhandra Lopes Revisor: Custodio Marcelino

Essa massa de células do tamanho de uma borracha para lápis

This pencil-eraser-sized mass of cells is something called a brain organoid.

é algo chamado cérebro organóide.

It’s a collection of lab-grown neurons and other brain tissue

É um conjunto de neurônios cultivados em laboratório e outros tecidos cerebrais

that scientists can use to learn about full-grown human brains.

que cientistas podem usar para aprender sobre cérebros humanos adultos.

And it can be grown from a sample of your skin cells.

E ele pode ser cultivado a partir de uma amostra de células da sua pele.

Why would we need such a thing?

Por que precisamos de uma coisa dessas?

Neuroscientists face a challenge:

Neurocientistas encaram um desafio:

shielded by our thick skulls and swaddled in layers of protective tissue,

protegido por um crânio espesso e envolvido por camadas de tecido protetor,

the human brain is extremely difficult to observe in action.

o cérebro humano é extremamente difícil de observar em ação.

For centuries, scientists have tried to understand them using autopsies,

Durante séculos, cientistas tentaram entendê-lo através de autópsias,

animal models,

modelos animais

and, in recent years, imaging techniques.

e, recentemente, métodos de imagem.

We’ve learned a lot through all these methods,

Aprendemos muito através de todos esses modelos,

but they have limitations.

mas eles têm limitações.

Conditions like Alzheimer’s and schizophrenia,

Distúrbios como Alzheimer e esquizofrenia,

and the effect on the human brain of diseases like Zika,

e o efeito de doenças como o Zika no cérebro humano,

continue to hide beyond our view, and our understanding.

continuam escondidos fora do alcance da nossa visão e do nosso entendimento.

Enter brain organoids, which function like human brains

Entram em cena os cérebros organóides, que funcionam como cérebros humanos

but aren’t part of an organism.

mas não fazem parte do organismo.

Each one comes from an undifferentiated stem cell,

Cada um provém de uma célula-tronco indiferenciada,

which is a cell that can develop into any tissue in the body,

que é uma célula que pode se transformar em quaisquer dos tecidos do corpo,

from bone to brain.

desde o osso até o cérebro.

Scientists can make undifferentiated stem cells from skin cells.

Cientistas podem fazer células-tronco indiferenciadas

a partir de células da pele.

That means they can take a skin sample from a person with a particular condition

Isso significa que podem pegar

uma amostra da pele de uma pessoa com uma doença em particular

and generate brain organoids from that person.

e gerar organóides cerebrais a partir dessa pessoa.

The hardest part of growing a brain organoid,

A parte mais difícil do cultivo de um cérebro organóide,

which stumped scientists for years,

que emperrou cientistas por anos,

was finding the perfect combination of sugars, proteins, vitamins, and minerals

era encontrar a combinação perfeita de açúcar, proteínas, vitaminas e minerais

that would induce the stem cell to develop a neural identity.

que poderia induzir as células-tronco a desenvolver uma identidade neuronal.

That was only discovered recently, in 2013.

Isso só foi descoberto recentemente, em 2013.

The rest of the process is surprisingly easy.

O resto do processo é surpreendentemente fácil.

A neural stem cell essentially grows itself,

Uma célula-tronco basicamente cresce sozinha,

similar to how a seed grows into a plant,

como uma semente que cresce até tornar-se uma planta,

all it needs are the brain’s equivalents of soil, water, and sunlight.

tudo o que precisa são os equivalentes do cérebro para o solo, a água e a luz.

A special gel to simulate embryonic tissue,

Um gel especial para simular o tecido embrionário,

a warm incubator set at body temperature,

uma incubadora aquecida na temperatura corporal,

and a bit of motion to mimic blood flow.

e um pouco de movimento para imitar o fluxo sanguíneo.

The stem cell grows into a very small version

As células-tronco desenvolvem-se numa pequena versão

of an early-developing human brain,

de um cérebro humano semi-desenvolvido,

completo com neurônios que podem conectar-se uns com os outros

complete with neurons that can connect to one another

and make simplified neural networks.

e fazer redes neurais simples.

As mini brains grow, they follow all the steps of fetal brain development.

À medida em que os mini-cérebros crescem,

eles seguem todos os passos de desenvolvimento do cérebro fetal.

By observing this process, we can learn how our neurons develop,

Através da observação desse processo,

é possível aprender como os neurônios se desenvolvem,

as well as how we end up with so many more of them in our cortex,

e também como acabamos com muito mais deles no nosso córtex,

the part responsible for higher cognition like logic and reasoning,

a parte responsável pelo pensamento superior como a lógica e o raciocínio,

than other species.

do que outras espécies.

Being able to grow brains in the lab, even tiny ones,

Ser capaz de cultivar cérebros em laboratório, até mesmo minúsculos,

raises ethical questions, like:

levanta questões éticas como:

Can they think for themselves, or develop consciousness?

"Eles podem pensar por si mesmo ou desenvolver uma consciência?"

And the answer is no, for several reasons.

E a resposta para isso é não, por diversas razões.

A brain organoid has the same tissue types as a full-sized brain,

Um cérebro organóide possui o mesmo tipo de tecidos que um cérebro adulto,

but isn’t organized the same way.

mas não é organizado da mesma maneira.

The organoid is similar to an airplane

O organóide é parecido com um avião

that’s been taken apart and reassembled at random;

que foi desmontado e remontado aleatoriamente;

you could still study the wings, the engine, and other parts,

é possível estudar as asas, o motor e outras partes,

but the plane could never fly.

mas o avião nunca poderá voar.

Similarly, a brain organoid allows us to study different types of brain tissue,

Da mesma forma, um cérebro organóide nos permite estudar

diversos tipos de tecidos cerebrais,

but can’t think.

mas não pode pensar.

And even if mini brains were organized like a real brain,

E mesmo se um mini-cérebro fosse organizado como um cérebro real,

they still wouldn’t be able to reason or develop consciousness.

ainda não seriam capazes de raciocinar e desenvolver uma consciência.

A big part of what makes our brains so smart is their size,

Uma grande parte do que faz o nosso cérebro tão inteligente é o seu tamanho,

and mini brains have only about 100,000 neurons

e mini-cérebros possuem apenas 100 mil neurônios

compared to the 86 billion in a full-sized brain.

comparados com os 86 bilhões de um cérebro adulto.

Scientists aren’t likely to grow larger brain organoids anytime soon.

Cientistas não pretendem cultivar cérebros maiores tão cedo.

Without blood vessels to feed them,

Sem vasos sanguíneos para alimentá-los,

their size is limited to one centimeter at most.

o seu tamanho é limitado a um centímetro, no máximo.

Finally, mini brains aren’t able to interact with the outside world.

Por fim, mini-cérebros não são capazes de interagir com o mundo exterior.

We learn by interacting with our environments: receiving inputs

Aprendemos ao interagir com nosso ambiente: recebendo informações

through our eyes, ears, and other sensory organs, and reacting in turn.

através dos nossos olhos, ouvidos e outros órgãos sensoriais e reagindo por sua vez.

The complex neural networks that underlie conscious thoughts and actions

A complexa rede de neurônios que fundamenta pensamentos conscientes e ações

develop from this feedback loop.

desenvolve-se a partir da reação a esse ciclo de informações.

Without it, the organoids can never form a functional network.

Sem isso, os organóides nunca poderão formar uma rede funcional.

There’s nothing quite like the actual human brain,

Não há nada que se compare ao cérebro humano atual,

but mini brains are an unprecedented tool

mas mini-cérebros são uma ferramenta sem precedentes

for studying everything from development to disease.

para estudar tudo, desde o desenvolvimento até a doença.

With luck, these humble organoids can help us discover

Com sorte, esses modestos organóides podem nos ajudar a descobrir

what makes the human brain unique,

o que faz o cérebro humano ser único,

and maybe bring us closer to answering the age-old question:

e talvez nos aproximem da resposta a uma velha questão:

what makes us human?

o que faz de nós humanos?