O segredo da inteligência humana? Pode estar em nosso intestino

Os humanos têm o maior tamanho do cérebro em relação ao tamanho do corpo de qualquer primata, mas os cientistas ainda sabem surpreendentemente pouco sobre como os mamíferos com cérebros grandes evoluíram para satisfazer as enormes exigências energéticas necessárias para o seu crescimento e manutenção.

Pesquisadores da Northwestern University forneceram agora a primeira evidência experimental direta de que o microbioma intestinal ajuda a moldar diferenças na função cerebral entre espécies de primatas.

“Nosso estudo mostra que os micróbios estão agindo em características que são relevantes para a nossa compreensão da evolução, e particularmente da evolução dos cérebros humanos”, disse Katie Amato, professora associada de antropologia biológica e investigadora principal do estudo.

Com base em pesquisas anteriores sobre microbiomas

As novas descobertas baseiam-se em trabalhos anteriores do laboratório de Amato, que mostraram que micróbios intestinais de primatas com cérebros maiores produzem mais energia metabólica quando transferidos para ratos. Esta energia extra é essencial porque os cérebros requerem uma grande quantidade de combustível para se desenvolverem e funcionarem.

No estudo atual, os pesquisadores deram um passo além ao examinar o próprio cérebro. Eles queriam saber se os micróbios intestinais de primatas com tamanhos cerebrais relativos diferentes poderiam realmente mudar o funcionamento do cérebro dos ratos hospedeiros.

Transplantando Micróbios Primatas em Ratos

Para testar isso, a equipe conduziu um experimento de laboratório rigorosamente controlado. Eles introduziram micróbios intestinais de duas espécies de primatas com cérebro grande (humano e macaco-esquilo) e uma espécie de primata com cérebro pequeno (macaco) em ratos que não tinham micróbios próprios.

Após oito semanas, os pesquisadores observaram diferenças claras na atividade cerebral. Ratos que receberam micróbios de primatas com cérebro pequeno mostraram padrões distintos de função cerebral em comparação com ratos que receberam micróbios de primatas com cérebro grande.

Mudanças nos genes cerebrais e nos caminhos de aprendizagem

Em ratos que receberam micróbios de primatas com cérebro grande, os cientistas encontraram maior atividade em genes ligados à produção de energia e à plasticidade sináptica, o processo que permite ao cérebro aprender e se adaptar. Essas mesmas vias foram muito menos ativas em camundongos que receberam micróbios de primatas com cérebros menores.

“O que foi muito interessante é que fomos capazes de comparar os dados que tínhamos dos cérebros dos ratos hospedeiros com dados de cérebros reais de macacos e humanos e, para nossa surpresa, muitos dos padrões que vimos na expressão genética cerebral dos ratos eram os mesmos padrões observados nos próprios primatas reais”, disse Amato. “Em outras palavras, fomos capazes de fazer com que os cérebros dos camundongos se parecessem com os cérebros dos primatas reais de onde vieram os micróbios”.

Links para condições de neurodesenvolvimento

Os pesquisadores também descobriram outro resultado inesperado. Ratos que receberam micróbios de primatas com cérebros menores mostraram padrões de expressão genética associados a TDAH, esquizofrenia, bipolaridade e autismo.

Estudos anteriores encontraram correlações entre condições como o autismo e diferenças na composição do microbioma intestinal. No entanto, a evidência direta de que os micróbios intestinais contribuem para estas condições tem sido limitada.

“Este estudo fornece mais evidências de que os micróbios podem contribuir causalmente para esses distúrbios – especificamente, o microbioma intestinal está moldando a função cerebral durante o desenvolvimento”, disse Amato. “Com base em nossas descobertas, podemos especular que se o cérebro humano for exposto às ações dos micróbios ‘errados’, seu desenvolvimento mudará, e veremos sintomas desses distúrbios, ou seja, se você não for exposto aos micróbios humanos ‘certos’ no início da vida, seu cérebro funcionará de maneira diferente, e isso pode levar a sintomas dessas condições.”

Implicações para o desenvolvimento e evolução do cérebro

Amato acredita que as descobertas podem ter implicações clínicas importantes, particularmente para a compreensão das origens de certos distúrbios psicológicos e para a visualização do desenvolvimento do cérebro através de lentes evolutivas.

“É interessante pensar sobre o desenvolvimento do cérebro em espécies e indivíduos e investigar se podemos observar diferenças transversais e entre espécies nos padrões e descobrir regras para a forma como os micróbios interagem com o cérebro, e se as regras também podem ser traduzidas no desenvolvimento.”

O estudo, intitulado “A microbiota intestinal de primatas induz mudanças evolutivamente importantes no neurodesenvolvimento de camundongos”, foi publicado pela Anais da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos da América.