What are mini brains? - Madeline Lancaster

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

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

Esta massa de células do tamanho de uma borracha de lápis

chama-se um "organoide cerebral".

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

É um conjunto de neurónios e de outros tecidos cerebrais

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

criados em laboratório,

que os cientistas usam para estudar o cérebro humano adulto.

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

Pode ser criado a partir de uma amostra de células da pele.

Why would we need such a thing?

Porque é que precisamos duma coisa dessas?

Neuroscientists face a challenge:

Os neurocientistas enfrentam um problema.

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

Protegido por um crânio espesso e envolvido em camadas de tecido protetor,

the human brain is extremely difficult to observe in action.

o cérebro humano é extremamente difícil de observar em atividade.

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

Durante séculos, os cientistas tentaram compreendê-lo,

graças a autópsias, modelos animais,

animal models,

and, in recent years, imaging techniques.

e, nos últimos anos, técnicas de imagiologia.

We’ve learned a lot through all these methods,

Aprendemos muito com todos estes métodos,

but they have limitations.

mas têm as suas limitações.

Conditions like Alzheimer’s and schizophrenia,

As doenças como a de Alzheimer e a esquizofrenia,

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

e os efeitos no cérebro humano de doenças como o Zika,

continue to hide beyond our view, and our understanding.

continuam a esconder-se à nossa vista e à nossa compreensão.

Enter brain organoids, which function like human brains

Os organoides cerebrais funcionam como cérebros humanos

mas não fazem parte de um organismo.

but aren’t part of an organism.

Each one comes from an undifferentiated stem cell,

Cada um deles provém de uma célula estaminal indiferenciada

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

que é uma célula que pode evoluir em qualquer tecido do corpo,

from bone to brain.

desde ósseo a cerebral.

Scientists can make undifferentiated stem cells from skin cells.

Os cientistas podem criar células estaminais indiferenciadas

a partir de células da pele.

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

Ou seja, podem pegar numa amostra de pele

duma pessoa com uma doença particular

and generate brain organoids from that person.

e gerar organoides cerebrais a partir dessa pessoa.

The hardest part of growing a brain organoid,

A parte mais difícil de criar um organoide cerebral

which stumped scientists for years,

que dificultou o trabalho dos cientistas durante anos

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

foi encontrar a combinação perfeita

de açúcares, proteínas, vitaminas e minerais

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

que levasse a célula estaminal a evoluir numa identidade nervosa.

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 estaminal nervosa desenvolve-se por si só.

similar to how a seed grows into a plant,

Tal como uma semente evolui numa planta,

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

só precisa dos equivalentes para o cérebro

— solo, água, e luz solar —

A special gel to simulate embryonic tissue,

um gel especial para simular tecido embrionário,

a warm incubator set at body temperature,

uma incubadora regulada à temperatura do corpo

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

A célula estaminal evolui para uma versão muito pequena

of an early-developing human brain,

dum cérebro humano em desenvolvimento,

complete with neurons that can connect to one another

completo com neurónios que se interligam uns aos outros

and make simplified neural networks.

e formam redes de neurónios simplificadas.

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

Quando os mini cérebros crescem,

seguem todas as fases do desenvolvimento cerebral fetal.

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

Observando este processo, podemos estudar

como se desenvolvem os nossos neurónios,

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

assim como a forma como acabamos por ter muito mais neurónios no córtex

the part responsible for higher cognition like logic and reasoning,

— a parte responsável pela cognição mais alta, como a lógica e o raciocínio —

than other species.

do que as outras espécies.

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

Poder criar cérebros em laboratório, por mais pequenos que sejam,

raises ethical questions, like:

levanta problemas éticos, como:

Can they think for themselves, or develop consciousness?

Será que eles pensam por si mesmos ou desenvolvem consciência?

And the answer is no, for several reasons.

A resposta é não, por diversas razões.

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

Um organoide cerebral tem o mesmo tipo de tecidos que um cérebro normal

but isn’t organized the same way.

mas não está organizado da mesma maneira.

The organoid is similar to an airplane

O organoide é semelhante a um avião

that’s been taken apart and reassembled at random;

que tenha sido desmantelado e montado ao acaso.

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

Podemos 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,

Do mesmo modo, um organoide cerebral

permite-nos estudar diferentes tipos de tecido cerebral

but can’t think.

mas não pensa.

Mesmo que os mini cérebros estivessem organizados

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

como um verdadeiro cérebro,

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

continuariam a não poder raciocinar ou desenvolver consciência.

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

Uma grande parte do que torna o nosso cérebro tão inteligente

é a sua dimensão

and mini brains have only about 100,000 neurons

e os mini cérebros só tem cerca de 100 000 neurónios

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

em comparação com os 86 mil milhões num cérebro de tamanho normal.

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

Não é provável que os cientistas venham a criar

organoides cerebrais maiores num futuro próximo.

Without blood vessels to feed them,

Sem vasos sanguíneos que os alimentem,

their size is limited to one centimeter at most.

o seu tamanho é limitado a um centímetro, quando muito.

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

Por fim, os mini cérebros não interagem com o mundo exterior.

We learn by interacting with our environments: receiving inputs

Nós aprendemos, interagindo com o nosso ambiente.

Recebemos informações através dos olhos, dos ouvidos e de outros órgãos sensoriais

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

e, em troca, reagimos.

The complex neural networks that underlie conscious thoughts and actions

As complexas redes nervosas subjacentes aos pensamentos e ações conscientes

develop from this feedback loop.

desenvolvem-se a partir deste ciclo de "feeback".

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

Sem ele, os organoides não podem 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 os mini cérebros são uma ferramenta sem precedente

for studying everything from development to disease.

para estudar tudo, do desenvolvimento às doenças.

With luck, these humble organoids can help us discover

Com sorte, estes humildes organoides podem ajudar-nos a descobrir

what makes the human brain unique,

o que torna especial o cérebro humano

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

e talvez nos aproximem da resposta à velha pergunta:

what makes us human?

"O que é que nos torna humanos?"