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segunda-feira, 16 de dezembro de 2019
Tesouros de Marte
O Planeta Vermelho que, a cada dia que passa, se torna mais azul. Um planeta que além de ser nosso vizinho e por ora a nossa única e idílica hipótese ou oportunidade de nele podermos explorar e pronunciar vida um dia, dá-nos agora a formulação e mapeamentos miraculosos na existência de mantos de água gelada somente a 2,5 cm abaixo da sua superfície.
Mas há mais: a vigorante e exigente vida em solos marcianos de Abelhas, Répteis e outras criaturas vivas que não somente na ordenação ou estipulação fóssil; ou seja, organismos vivos que levados para lá ou nativos de Marte, vêm estabelecer a partir daqui uma nova consideração sobre a sustentabilidade de vida neste planeta. Estaremos a precipitar-nos com o que tudo isto implica?... Penso que não.
"Ainda estamos na fase em que as mais humildes criaturas da Mãe Natureza podem ser mais espertas que os nossos robôs mais inteligentes." (Michio Kaku)
De acordo com o entomólogo William Romoser - professor emérito da Universidade de Ohio, nos Estados Unidos - existe já a prova cabal da existência destes seres vivos em Marte.
Isto, na teoria por ele defendida (e já apresentada na reunião nacional da Sociedade Americana de Entomologia em St. Louis, no Missouri, EUA) que se apoiou na amostragem e referências captadas pelos vários rovers/robôs no terreno, que vieram (segundo o próprio) reforçar e consubstanciar a reiteração do que observou e concluiu sobre a existência destes organismos vivos em solo marciano.
Muito para além do que se poderia imaginar e posteriormente objectivar sobre a hipotética vida microbiana congelada nas profundezas do Planeta Vermelho - e só distinguível a nível microscópico ou mesmo a olho nu mas sob formas fossilizadas desses organismos - a certeza agora a cada dia mais firme, de haver factualmente vida sustentável para muitas destas criaturas já mencionadas.
O Mapa do Tesouro da NASA
Como se pode deduzir pelo tema introdutório que alavanca um determinado número de questões - mas também seduções - sobre o que poderá ou não estar iminente na equivalência da descoberta de todos estes tesouros marcianos, existir também uma renovada esperança de fomentar em Marte «uma nova Terra»; ou mais propriamente «Uma Nova Vida Lá Fora».
Ou seja, há um desejo expresso e não reprimido - concebido por todas estas revelações - de se saber se um dia o ser humano (à semelhança destes seres vivos) pode ou não concretizar e finalmente explorar e capitalizar em futuros colonatos, este Planeta Vermelho que se «azula» cada vez mais à medida que se vai descobrindo estes verdadeiros tesouros em Marte.
Daí que a NASA/JPL (Jet Propulsion Laboratory) tenha realizado agora um mapa que concretiza e, fideliza em absoluto, este inegável manto de gelo de água por debaixo da superfície marciana, não só para se saber eventualmente no futuro próximo onde se localizam os recursos hídricos deste Planeta Vermelho (na possível sustentabilidade do ser humano em fonte de recurso de vida) mas também, como plausível aterragem do Primeiro Homem em Marte.
"Gelo Generalizado em Águas Rasas em Marte nas Latitudes Alta e Média" (Cartas de Pesquisa Geofísica, 2019) de Sylvain Piquex, Jennifer Buz, Christopher S. Edwards, Joshua L. Bandfield, Armin Kleinböhl, David M. Kass e Paul O. Hayne, os distintos autores do estudo agora publicado na revista científica «Geophysical Research Letters».
De acordo com o que está divulgado no Science Daily de 11 de Dezembro de 2019 «A NASA tem grandes planos para levar e retornar os astronautas à Lua em 2024, um trampolim no caminho para enviar seres humanos para Marte». Daí que se imponha a pertinente questão por eles instada de onde devem aterrar as primeiras pessoas (os primeiros colonos) em Marte...? A resposta é simples; basta que haja um mapa, uma localização preferencial e essencial à vida!
(Imagem: ESA, Junho de 2019): Uma espectacular imagem da responsabilidade da Agência Espacial Europeia realizada pela sonda Mars Express (da missão espacial não-tripulada da ESA e que está a orbitar o Planeta Vermelho desde 2003); e que através de belíssimas imagens agora reveladas ao nosso mundo, nos mostra as diferenças geográficas entre o Pólo Norte e o Pólo Sul de Marte.
Os Especialistas admitiram de que - os Hemisférios Norte e Sul do Planeta Vermelho - são separados por uma fronteira nítida formada por canyons, penhascos e escarpas; mas também por montes em que os topos são planos, tendo a designação de «mesas». Enquanto o norte de Marte é caracterizado por planícies sem relevantes marcas de impacto - o que demonstra um solo relativamente jovem - a zona sul é mais antiga, revelando intensas crateras.
«Utilização In Situ de Recursos»
Todos sabemos de que a água é de facto essencial à vida; humana e não só. Todos os organismos vivos dependem dela para se desenvolverem e replicarem; daí que a NASA não descure de todo os planos de aterragem no Planeta Vermelho (cada vez mais azul, tendo em conta estas descobertas a somente 2,5 centímetros abaixo da superfície do planeta) para que o Homem possa vivificar a sua comunidade e interesses aí. Afinal, Marte está tão perto...
Qualquer Missão em Marte terá obrigatoriamente que colher o que já está disponível (ou acessível) para sorver ou ingerir água e produzir o combustível para o foguetão. Tanto para a tripulação quanto para os foguetões ou naves espaciais do futuro criados e mantidos pelo ser humano em Marte, tudo e todos terão de ter obviamente acesso aos recursos hídricos (desse gelo de água do planeta) em seu proveito. Mas nada é assim tão fácil; pelo menos para já.
A NASA chama a esse conceito (que resume o potencial local de pouso e aterragem da futura missão a Marte) como «Utilização In Situ de Recursos», sendo um factor muito importante na selecção de prováveis ou potenciais locais do pouso humano.
Os Satélites que Orbitam Marte são essenciais para ajudar os cientistas a determinar os melhores locais para a construção da primeira estação de pesquisa marciana, disso ninguém duvida. Através deles se vai conhecendo melhor este nosso planeta vizinho, se bem que muitos mistérios ainda por lá permaneçam...
Os Autores deste Novo artigo e que aqui já foi referido como publicitado no Geophysical Research Letters, utilizaram então os dados de duas dessas naves espaciais principais - Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) da NASA e Mars Odyssey - para localizar a água gelada que poderia estar ao alcance dos astronautas no Planeta Vermelho.
"Você não precisaria de uma retroescavadeira para desenterrar este gelo. Você poderia usar uma pá. Continuamos a recolher dados sobre o gelo enterrado em Marte, focando-nos assim nos melhores lugares para os astronautas pousarem." (Afirmação do principal autor do estudo, Sylvain Piquex, do Laboratório a Propulsão a Jacto da NASA (JPL) que se localiza em Pasadena, na Califórnia)
Um Tesouro que se mantém enterrado em Marte. Está assim aberta a corrida - não ao ouro - mas ao mais rico de todos os elementos para a vida humana se quisermos instaurar a nossa peugada ecológica em Marte e, a nossa idiossincrática mania de replicarmos (ou conspurcarmos) tudo aquilo que nos seduz na Terra: fazer de Marte uma «outra Terra».
Consegui-lo-emos?... Acredito que sim. Não sem algum esforço e muito empenho. E talvez mais depressa do pensáramos inicialmente e, quero acreditar, de uma forma muito mais sustentavelmente limpa que a que impomos na Terra...
Um Tesouro Enterrado em Marte
Por mais difícil que seja a tarefa de «descongelar» essa água, esse precioso líquido designado por H2O que nos é crucial para tudo, ainda há um longo caminho a percorrer para a sustentabilidade das futuras missões em Marte. Todavia, o sonho é grande e por vezes até exequível, se pensarmos que só agora se começou a desenhar esse perfil, esse desejo e esse afã, de se conquistar algo que nos é tão ambicioso quanto premente e oficioso sobre todas as actividades humanas.
Segundo os especialistas - A Água Líquida - não pode durar (ou manter-se) na atmosfera de Marte. Ou seja, a existente pouca pressão do ar faz consistentemente evaporar um elemento sólido para um gás quando exposto à atmosfera. Estranho...? Talvez, mas é esta a realidade em Marte.
O Gelo da Água Marciana (ou água congelada) está trancado no subsolo por todas as latitudes médias deste planeta. Segundo a NASA nos informa, essas regiões próximas aos pólos foram estudadas pela sonda Phoenix da NASA - que raspou então o gelo. Mas contou-se também com a objectividade da MRO que tirou diversas imagens do Espaço, captando assim os vários impactos de meteoros que escavaram esse gelo.
Para encontrar o gelo que os Astronautas podiam escavar facilmente, os autores do estudo basearam-se em dois instrumentos sensíveis ao calor: O Mars Climate Sounder, da MRO, e a câmara do Sistema de Imagem de Emissão Térmica (THEMIS) da Mars Odyssey.
Os cientistas em jeito de explicação induzem-nos a questão: «Por que razão se usam instrumentos sensíveis ao calor ao procurar gelo?...» A resposta surge quase que de imediato ao arrogarem que «O gelo da água enterrada altera a temperatura da superfície marciana.»
Os Autores do Estudo na prossecução do que o estudo envolveu, fizeram referências cruzadas de temperaturas sugestivas de gelo com outros dados, tais como os Reservatórios de Gelo detectados por Radar, ou visualizados após os Impactos de Meteoros.
Dados do Espectómetro de Raios-Gama da Mars Odyssey, feitos sob a medida para o mapeamento de depósitos de gelo de água, também se mostraram úteis nesta contenda.
Como esperado, todos esses dados acabaram por sugerir a existência de uma Grande Quantidade de Água Gelada (ou congelada) nos pólos marcianos e nas latitudes médias. Mas o mapa revela também depósitos particularmente rasos (rasteiros ou alisados) que os futuros planeadores de missão podem querer estudar mais.
(Imagem:ESA) Marte é um planeta que nos conduz a uma miríade de sugestões. Pode ter havido vida nele há aproximadamente 3500 milhões de anos (antes ou após esse seu primordial ciclo planetário que oscila entre os 3,5 biliões a 4,5 biliões /4,5 mil milhões de anos e que alguns defendem ser extenso a cerca de 4,65 biliões de anos) e ainda ter. Quem o poderá dizer?... Fobos e Deimos, as suas duas luas sempre vigilantes?!...
Para já, haver um ideal pouso marciano é o que os cientistas tentam coordenar em grande planeamento e, convicção, de se encontrar o melhor local de aterragem. O que os astronautas verão aquando abrirem a porta dessa sua pioneira nave espacial é algo que só poderemos insinuar; no entanto, estarão eles preparados para esse grande desafio...? Esperemos que sim.
"Houve e ainda há vida em Marte!" (A assertiva afirmação do entomólogo William Romoser sobre a teoria que defende na existência de insectos, répteis e outras criaturas vivas em Marte)
Vida em Marte, ontem e hoje...
Em 2018 veio a público a notícia de que a NASA tinha detectado através do robô Curiosity «Matéria Orgânica Complexa em Marte» na colecta que fez de amostras do material orgânico em rochas antigas com cerca de 3500 milhões de anos. As amostras desse material orgânico foram recolhidas então pelo fabuloso Curiosity Rover a cinco centímetros de profundidade na base do Monte Sharp - dentro da cratera Gale - considerado um antigo lago.
No artigo invocado, uma das cientistas envolvidas nesta descoberta e subsequente análise sobre Marte, a astrobióloga Jennifer Eigenbrode, referenciou na altura:
"É um avanço significativo, pois indica-nos que o material orgânico é preservado em ambientes de Marte que nos desafiam. A descoberta desta Matéria Complexa, pode permitir encontrar algo mais bem preservado que contenha uma assinatura da vida."
Em relação à teoria do professor William Romoser e, a investigação que lhe está associada e que foi publicada em Novembro de 2019 pela revista «Entomology 2019», baseada no estudo de imagens observadas por vários parâmetros fotográficos, as evidências são claras: Há uma série de fotografias que mostram claramente a forma de Insectos e Répteis, sendo possível seleccionar os diferentes segmentos corporais, juntamente com as patas, antenas e asas.
Romoser alegou ainda em entrevista à ABC: "Existe uma aparente diversidade entre a fauna de insectos marciana que mostra muitas características semelhantes às que vivem na Terra, e incluídas nos grupos avançados; por exemplo: há a presença de asas, flexão das asas, voo deslizante e ágil, além de pernas com diferentes estruturas."
Em comunicado mais extenso, Romoser afirmou que observou então comportamentos diferentes de voos em várias imagens. De acordo com o cientista «Uns assemelham-se a abelhões e outros são mesmo idênticos às vulgares abelhas do planeta Terra.» Mais ainda: Romoser afirmou ter encontrado também uma criatura fossilizada semelhante a uma cobra - na mais pura evidência de já ter havido Vida em Marte, segundo a sua opinião.
"A presença de organismos metazoários superiores em Marte implica a presença de fontes e processos de nutrientes e energia, cadeias, redes alimentares e água, como elementos que funcionam num ambiente viável, embora extremo, para sustentar a vida." (Citação de William Romoser)
Quer isto dizer que, em futura missão intraplanetária, os nossos astronautas ir-se-ão porventura deparar com tantos ou mais desafios do que aqueles que à priori os cientistas os preparam. Daí que a localização e o pouso de aterragem seja tão importante nessa primeira fase de exploração e investigação no Planeta Vermelho.
Pousar, habitar e investigar. Tudo isso após uma exaustiva (e monótona...?) viagem de nove longos meses até ao quarto planeta a contar do Sol.Tudo isso sem negligenciar os incidentes e os percalços. E ter que os resolver e decidir na hora, no imediato. Ter que lutar face a todos os desafios, todos os confrontos, ou simplesmente todas as já conhecidas aferições e induções planetárias de Marte. Não é tarefa fácil, todos o sabemos.
Não o será tendo em conta o que lá vão encontrar: A Atmosfera (muito fina, rarefeita, prenhe de tempestades de areia que chegam a cobrir quase todo o planeta) e uma Temperatura que ronda entre os 63 graus negativos e os -143ºC; A Gravidade nada comparável à da Terra (3,711 m/s2), além da invasão permanente dos raios cósmicos e da influência destes sobre o planeta, entre muitas outras situações para que o ser humano não está preparado de todo se, retratado como na Terra, obviamente.
Um local onde aterrar...
Inquestionável o sentido de que, Marte, possui indefectivelmente muitos lugares de pouso onde os cientistas desejariam «atracar». No entanto, nem todos são de potencial aterragem numa futura missão humana.
Assim sendo, a maioria dos cientistas perspectivou a possibilidade dos futuros astronautas terrestres se poderem instalar nas Latitudes Médias Norte e Sul, que têm luz solar muito mais abundante e temperaturas mais quentes e mais amenas do que as sentidas nos pólos.
No entanto, sabe-se que há uma forte preferência por pousar ou aterrar no Hemisfério Norte de Marte, que geralmente é mais baixo em altitude, fornecendo assim uma atmosfera muito mais positiva ou receptiva no desaceleramento da nave espacial usada para a aterragem.
Uma Grande Parte da Região chamada de Arcadia Planitia (do hemisfério norte) é talvez o alvo mais tentador para essa aterragem, de acordo com o que pronunciam os especialistas.
O Mapa Realizado pela NASA/JPL mostra sobre essa zona uma coloração acentuada ou mais intensa de azul e roxo - que segundo os cientistas representa a água gelada a menos de 30 centímetros abaixo da superfície; cores quentes reflectem-se a mais de 60 centímetros de profundidade, evidenciam. As amplas zonas negras do mapa representam as áreas em que uma nave espacial de pouso (ou aterragem) se alocaria e estatizaria sob uma poeira fina.
Não amenizando qualquer anomalia ou infortúnio que possa surgir, os cientistas continuam assim a estudar os melhores locais de pouso; algo que Sylvain Piquex tem em mente, planeando já uma campanha abrangente para continuar a estudar o gelo enterrado em diferentes estações no Planeta Vermelho, observando também como a abundância desse recurso muda com o tempo.
"Quanto mais gelo procuramos próximo à superfície, mais descobrimos. Observar Marte com várias naves espaciais (ou sondas) ao longo dos anos, continua a fornecer-nos novas maneiras de descobrir esse gelo." (A afirmação de Leslie Tamppari, cientista-adjunto do projecto de MRO
Em Conclusão: O JPL administra as funções MRO e Mars Odyssey da Directoria de Missões Científicas da NASA, em Washington (EUA). A Lockheed Martin Space, em Denver, construiu os dois orbitadores. A JPL construiu e opera de forma exemplar o instrumento Mars Climate Sounder.
O THEMIS foi construído pela Arizona State University, em Tempe, nos Estados Unidos, sendo por esta intervencionado ou utilizado nas suas várias opções e operações a que está direccionado. O Espectrómetro de raios-gama foi construído e dirigido pela Universidade do Arizona, em Tucson, nos EUA. E está assim feita a referência de todos os envolvidos neste projecto/estudo.
Habitats na Superfície de Marte: A NASA tem já em laboração a construção de protótipos de casas em Marte - antes mesmo da chegada do Homem ao planeta, precavendo desta forma o tipo de arquitectura espacial que no futuro e em Marte implementará - sendo esta uma realidade a breve prazo que requereu a investigação dos recursos locais como o Polietileno, ou mesmo o cimento de Marte e o Gelo.
Reconheceu-se então esta medida como uma das bases primordiais para o empenhamento do desenvolvimento de protótipos de habitats, antecipando a chegada do Ser Humano a Marte. Não seremos assim sem-abrigos nem mendigos em Marte, digo eu, até porque não resistiríamos!...
Esta Arquitectura Espacial - imbuída que está no projecto/programa inovador «Habitats na Superfície de Marte» que envolve uma rigorosa e árdua investigação neste sector mas também a criatividade e ousadia em domínios que vão da Indústria Aeroespacial, à Robótica e à Tecnologia de Suporte de Vida - perfaz que este projecto seja de grande sucesso. No fundo, é este o resultado do estudo que se focou na utilização exclusiva de recursos locais para a Construção das Primeiras Estruturas Habitáveis em Marte.
Esta, foi uma das premissas do concurso há pouco estimado (e estimulado certamente) pela NASA, intitulado «3-D Printed Habitat Competition» da NASA, tendo como vencedor o projecto MARS X- HOUSE. Parabéns desde já aos vencedores.
Com local exacto, água abundante, temperatura amena e se não for pedir muito aos deuses de Marte, que nos sejam adaptáveis e confortáveis todas estas elencadas regiões e zonas habitacionais, incluídas que estão desde já as promissoras e acolhedoras habitações marcianas da Mars X-House, só poderemos agradecer tão inestimável poder científico de criação e sustentação. Para já só tenho um pedido: Que o oxigénio não falte e a água também não; de preferência líquida e potável.
Aos Futuros Astronautas em destino para Marte, só lhes posso dizer que têm a minha modesta bênção - além da suposta clarividência banal - por toda a pioneira coragem de se aventurarem perante um ainda muito, mas muito, misterioso planeta por onde haverá insectos e répteis mas igualmente muitas outras inenarráveis criaturas (inteligentes ou não).
Boa Viagem para o Planeta Vermelho que dentro de alguns séculos se poderá firmar e afirmar ser tão azul quanto a Terra. Oxalá assim seja e, bem-aventurados os que assim o vejam e assim o sintam, um dia. É este o meu eterno desejo, ainda que esses «Tesouros de Marte» escondidos e congelados hoje, sejam o cofre-forte do amanhã em expansão e futura colonização sobre Marte, aquele outro irmão adormecido que um dia foi tão feliz connosco...
sábado, 14 de dezembro de 2019
sexta-feira, 13 de dezembro de 2019
quinta-feira, 12 de dezembro de 2019
quarta-feira, 11 de dezembro de 2019
terça-feira, 10 de dezembro de 2019
segunda-feira, 9 de dezembro de 2019
Coisas do Cérebro
O Processamento de Informação no Cérebro. Ou, o que as células nervosas do cérebro nos dizem agora sobre a transmissão de informações da memória do curto para o longo prazo, de acordo com um estudo publicitado na Nature Communications, 2019.
Mas mais ainda, no que se relaciona com a reconexão de redes de células cerebrais que alteram a sensibilidade auditiva (em experiências efectuadas com ratos adultos) e que nos transportam agora para a viabilidade de ajuda em pessoas surdas ou com deficiências auditivas, segundo vem reportado na eNeuro de 2019. Tudo boas notícias portanto!
Haver uma melhor compreensão dos Mecanismos de Processamento de Informações no Sistema Nervoso Central é o que determina a voracidade da descoberta ou, a implacabilidade com que estes estudos são admitidos, na grande repercussão científica de se chegar mais longe e mais correctamente ao verdadeiro conhecimento do cérebro.
Tendo em conta a quase pirotecnia cerebral estabelecida aquando armazenamos e retemos Memórias Visuais (segundo um artigo científico publicado em Agosto de 2019 na revista Science), que os cientistas se aprumam na realização de testes e consumação de conclusões sobre o poderoso contexto pelo qual se rege a função cerebral.
Neurónios e Sinapses, assim se pensa definir este belíssimo imbróglio de células cerebrais que comunicam entre si e que, tal como um mundo à parte, tem estabelecidas regras, direcções e contemplações que ainda não percepcionamos completamente, por muito que o desejemos com toda a convicção científica de estarmos lá mais perto, tão perto quanto o tocarmos o céu...
O Cérebro: essa máquina maravilhosa!
Falar do cérebro é falar da mais majestosa máquina que existe e compõe não só o ser humano mas todos os animais vertebrados - e alguns invertebrados - como o mais poderoso e principal órgão/centro do sistema nervoso. Ainda que hajam esconderijos que certamente não descobrimos, poder-se-à reconhecer o grande avanço que se fez nesta área (neurociência), para que se possa desvendar um pouco mais desse intrincado véu que se chama «cérebro».
Localizado na cabeça e protegido pelo crânio (o que nos determina os segmentos sensoriais primários tais como a visão, audição, equilíbrio, paladar e olfacto), o cérebro designa-se também pelo conjunto das estruturas nervosas derivadas do Prosencéfalo (diencéfalo e telencéfalo), sendo este mais comummente conhecido como Encéfalo, Telencéfalo ou Córtex Central. (O Cerebelo e o Encéfalo são as duas partes que têm influência no desenvolvimento).
A Função Mais Importante do Cérebro, segundo estimam os mais reputados pensadores, é servir como estrutura física subjacente da mente (mais em termos filosóficos). Em termos biológicos, os cientistas sempre severamente mais pragmáticos, admitem que a função mais relevante do cérebro é a que se define como gerador de comportamentos que promovam (ou comprovam) o bem-estar animal.
O Cérebro controla portanto o comportamento - na activação muscular e na causa que faz resultar a secreção de substâncias químicas como as hormonas/hormônios (Substancias químicas específicas fabricadas pelo sistema endócrino ou por neurónios altamente especializados).
De enorme complexidade - e no particular caso do cérebro humano em que se sabe este ser composto de cerca de 86 biliões de neurónios ligados por mais de mil conexões sinápticas cada um deles - tem-se a noção exacta de quão magistral máquina é esta na compreensão destas operações individuais de Neurónios e Sinapses.
Sabe-se entretanto que esses neurónios se comunicam por meio de Fibras Protoplasmáticas (axónio) que conduzem pulsos em sinais chamados de «potencial de acção» para partes distantes do cérebro e do corpo e as encaminham para serem recebidas por células específicas.
Tudo isto com um detalhe considerável tendo em conta os últimos avanços científicos, mas já não tanto no modo de como eles cooperam em grupos de milhares ou milhões numa acrescida dificuldade de entendimento de como o fazem.
Actualmente, existindo métodos de observação rigorosos - registos de EEG e técnicas avançadas de imagiologia (mapeamento/detecção de imagem para futuro diagnóstico) da função cerebral - a realidade mostra-nos que as operações cerebrais são altamente organizadas, sendo que estes métodos não têm resolução suficiente para revelar a actividade de neurónios individualmente.
No entanto, o futuro promete ser esperançoso neste domínio, uma vez que a tecnologia se pontua a cada dia mais altamente resolúvel e, determinante, para que mais mistérios sejam revelados sobre o ainda tão enigmático cérebro.
Como por exemplo: uma recente descoberta feita por cientistas portugueses (num estudo publicado na revista científica «Science Immunology») que nos revela de que existe indefectivelmente uma troca de informação entre o Cérebro e o Sistema Imunitário que afecta a memória; ou seja, células imunitárias que vivem no cérebro (nas meninges) que faz com que os linfócitos produzam uma molécula que influencia a memória a curto prazo.
(Agosto de 2019): Na revista científica Science saiu a publicação de um estudo que nos explica que durante a Formação e Lembrança de Memórias Visuais, o hipocampo (região do cérebro associada à formação e consolidação de memórias), gera rápidas explosões na actividade neuronal.
Desvendando este mecanismo, os cientistas são taxativos na afirmação que fazem ao considerar que se poderão melhorar no futuro as terapias usadas na recuperação de doenças em que existem défices de memória com na tão temível doença de Alzheimer.
Uma «Pirotecnia» Cerebral
Referidas ao grande público como «explosões» ou mais enfaticamente como uma espécie de «fogo-de-artifício» cerebral, estas ocorrências chamadas tecnicamente de «Ondulações rápidas formadas por ondas» (SWR), consistem num agrupamento orquestral que os investigadores nesta área determinam como muito bem sincronizada.
"É um acontecimento extraordinário em intensidade e sincronização: uma explosão orquestrada pela activação de cerca de 15% dos Neurónios do Hipocampo - todos juntos em chamas cerca de um décimo de segundo. É um fogo-de-artifício de células nervosas. (Citação de Rafael Malach, do Instituto de Ciências Weizmann, de Israel)
Uma valorosa equipa de cientistas de Israel e dos Estados Unidos que trabalharam afincadamente e em conjunto, analisaram ao pormenor o que ocorria em pessoas com Epilepsia - que já estavam a fazer um tratamento em que lhes eram implantados eléctrodos em diferentes regiões do cérebro - para assim localizar o foco da doença e posteriormente serem intervencionadas clinicamente.
Na experiência, eram-lhes mostradas várias fotografias de actores, políticos e até monumentos mundialmente conhecidos. Os participantes tiveram então de memorizar essas fotografias.
Mais tarde, de olhos vendados, relembraram-nas e descreveram-nas detalhadamente. Simultaneamente, a descrição das imagens e a actividade cerebral correspondente (captada pelos eléctrodos implantados no hipocampo e no córtex cerebral, zona onde se formam representações visuais mais complexas) eram gravadas.
Verificou-se dessa forma que o cérebro gerava as tais SWR durante a formação de memórias de fotografias, e depois quando essas mesmas imagens eram recordadas. Observou-se assim que havia um grande número das rápidas explosões no Hipocampo, quando os participantes visualizavam uma fotografia pela primeira vez, e o subsequente aumento das SWR um ou dois segundos antes das imagens serem recordadas e descritas.
"Houve mais explosões durante a formação das memórias (das fotografias) do que quando os participantes estavam a lembra-se delas. Também houve mais explosões durante a primeira apresentação de cada fotografia do que em apresentações repetidas." (Explicação de Itzahak Norman, o autor do estudo e também elemento do Instituto de Ciências Weizmann, de Israel)
Foi também registada Actividade Cerebral - em simultâneo no Hipocampo e no Córtex Central - o que revela o papel fundamental do diálogo orquestrado entre estas duas partes do cérebro. O investigador israelita pormenoriza com ênfase:
"Fomos os primeiros a demonstrar que essas rápidas explosões no Hipocampo surgem espontaneamente durante a recordação de memórias nos humanos, e a mostrar que estão aliadas à Actividade Cortical (córtex)."
Em Resumo: durante a formação de uma nova memória o hipocampo gera SWR. Depois, um ou dois segundos antes de nos lembrarmos dessa memória, essas explosões, ressurgem. Durante essas explosões, as representações visuais no córtex relacionadas com a nova memória são reactivadas.
Norman, o cientista israelita, comenta ainda de que não é possível aplicar este mesmo método invasivo em pessoas sem Epilepsia. Admite então: "Contudo, estudos em roedores e primatas (não humanos, portanto) mostraram claramente que essas explosões ocorrem em cérebros sem epilepsia."
Em futuros trabalhos, Itzahak Norman refere que gostaria de medir a actividade das SWR como métodos não invasivos, como a Imagem de Difusão por Ressonância Magnética Funcional (FMRI, em sigla inglesa) para conseguir caracterizar em maior detalhe essas explosões, assim como continuar a investigar a sua ligação a doenças em que existe de facto um défice de memória, como nos casos da doença de Alzheimer e do stress pós-traumático.
Uma semana no escuro. Ou, do que uma Temporária Privação da Visão poderá realizar, sendo utilizada para ajudar pessoas surdas e com deficiência auditiva a se adaptarem a Implantes Cocleares e Aparelhos Auditivos. De difícil compreensão e aceitação...? Nem tanto, se para tal explicarmos o que foi feito e testado por cientistas da Universidade de Maryland, nos Estados Unidos, que corroboram desta tese para utilização e adaptação futuras no ser humano.
Interacção/Reconexão das células
A pesquisa publicada na revista científica «eNeuro» de 11 de Novembro de 2019 veio-nos dizer de que, novas investigações realizadas por biólogos da Universidade de Maryland (EUA), revelam que a privação da visão também muda a maneira como as células do cérebro interagem umas com as outras, alterando assim as Redes Neuronais, fazendo também mudar a sensibilidade dos roedores testados a diferentes frequências.
(Em Registo: o estudo publicado na eNeuro, 2019, de seu título e autores «A Privação visual temporária causa decorrelação das respostas espaço-temporais da população no córtex auditivo do camundongo adulto» de Krystyna Solarana, Ji Liu, Zac Bowen, Hei-Kyoung Lee, e Patrick O. Kanold)
Em Resumo: Estas investigações revelaram de como uma semana no escuro reconecta as redes de células cerebrais e altera a sensibilidade auditiva em ratos adultos, muito tempo depois que a ideal janela para o aprendizado auditivo passou. Com um estudo mais aprofundado, a aprendizagem «cross-modal» - a manipulação de um sentido para induzir mudanças num outro sentido - poderia ser usada para ajudar as pessoas com deficiência.
Em maior síntese do que este estudo veio demonstrar através de experiências realizadas em roedores, na versão científica agora relatada «Privar os Ratos Adultos da Visão» pode fazer efectivamente aumentar a sensibilidade de neurónios individuais na parte cerebral dedicada à visão.
"Este estudo reforça o que estamos a aprender sobre como a visão manipuladora pode ter um efeito significativo na capacidade de um animal ouvir muito tempo depois que a janela do aprendizado auditivo foi fechada." (Afirmação de Patrick Kanold, professor sénior de biologia da UMD, e autor do estudo)
Pensava-se de que - As Regiões Sensoriais do Cérebro - não eram de todo adaptáveis após um período crítico na infância (sendo por essa razão que as crianças aprendem idiomas muito mais facilmente do que na idade adulta); no entanto, a anterior investigação de Kanold veio desmentir essa ideia, uma vez que a privação de visão nos ratos por um curto período de tempo, lhes fez aumentar a sensibilidade de neurónios individuais no córtex auditivo que é dedicado à audição.
O actual estudo expande esse trabalho anterior. De acordo com o que nos é reportado na Science Daily de 4 de Dezembro de 2019, Kanold e a sua equipe investigaram como a chamada «Exposição à Escuridão» afecta de facto a maneira como grupos de neurónios no córtex auditivo trabalham juntos em resposta a um determinado som - revelando então de quais neurónios estão conectados e quais disparam com mais força ou rapidez.
Na experiência realizada, os investigadores de Maryland colocaram os ratos adultos num espaço escuro durante uma semana, sendo que depois tocaram 17 sons diferentes enquanto mediam a actividade cerebral no Córtex Auditivo.
Com base no trabalho anterior, Kanold e a sua equipa esperavam ver mudanças nas redes neurais, mas ficaram surpreendidos ao descobrir que grupos de neurónios mudavam de maneiras diferentes.
Segundo os especialistas «Os cérebros jovens conectam-se de acordo com os sons que ouvem com frequência, alocando áreas do Córtex Auditivo para frequências específicas com base no que estão habituados a ouvir.»
Os Investigadores também descobriram que, em camundongos adultos, uma semana no escuro veio igualmente redistribuir a alocação de espaço para diferentes frequências.
Nas áreas do Córtex Auditivo que então examinaram, os investigadores observaram um aumento na proporção de neurónios sensíveis às frequências - altas e baixas - e uma diminuição na proporção de neurónios sensíveis às frequências médias.
"Não sabemos por que estamos a ver esses padrões. Especulamos que isso possa ter a ver com o que os ratos estão a prestar atenção enquanto estão no escuro. Talvez eles prestem atenção aos ruídos ou vozes dos outros ratos, ou talvez estejam prestando mais atenção aos passos que estão fazendo." (Aferiu em argumentação Kanold)
O professor Kanold afirmou ainda em jeito de conclusão de que, os seus próximos passos nesta área científica, irão incluir a manipulação dos sons os quais os ratos são expostos durante a fase escura do ensaio ou experiência, monitorizando também nesse processo a Actividade Cerebral dos mesmos para assim se determinar quais os aspectos da paisagem sonora os ratos estão a ouvir.
Isso irá certamente auxiliar os investigadores a entender o papel do foco e, da atenção, na promoção de alterações nos Neurónios Auditivos.
Segundo Kanold «Essas informações podem ser muito úteis para ajudar as pessoas a se adaptarem a Implantes Cocleares ou Aparelhos Auditivos.»
A Pertinente questão: «Por que razão as células nervosas no cérebro processam as informações de maneira diferente...?» Algo que nos é respondido de forma concludente por uma equipe liderada pela Profª Drª Marlene Bartos, do Instituto de Fisiologia 1 da Universidade de Freiburg (em Brisgóvia, Alemanha) - que também inclui o principal autor do estudo, o Drº Cláudio Elgueta - na fantástica descoberta que revela por que «células granulares e interneurónios processam sinais de entrada de forma ou maneira diferente».
O Processo de Informação
De acordo com o que foi publicitado pela Nature Communications de 2019, sobre um estudo que teve como título «A Inibição Dendítrica regula diferencialmente a excitabilidade dos Interneurónios e Células Granulares expressando a Parvalbumina do Giro Denteado» (de Elgueta C. e Bartos M.), que ficámos a saber que tanto células granulares como interneurónios possuem estruturas e características funcionais fundamentalmente diferentes.
Há que registar que desde 2018 que a reputada professora doutora Marlene Bartos da Universidade de Freiburg, na Alemanha, assim como a sua não menos digna equipe, tem contado com um Subsídio Avançado de 2,5 milhões de euros do Conselho Europeu de Pesquisa (ERC) para a sua investigação.
Daí que a responsabilidade seja muita e o crédito também, pelo que este recente estudo veio contribuir para aprofundar mais esta questão científica de se saber, qual a verdadeiro motivo pelo qual as células nervosas do cérebro processam as informações de forma diferente.
A Explicação Científica (Entre Excitação e Inibição)
Comecemos por nos referir ao «Giro Denteado» (ou em castelhano, giro dentado) - região do cérebro associado ao Hipocampo e ao processamento das lembranças ou memória. De grosso modo é isto.
Todavia, se nos quisermos aprofundar um pouco mais em termos científicos, há a explicação da Wiki Ciência (que não se deve descurar!) que nos afirma de que «O Giro para-hipocampal» se retrata como uma substância cinzenta do Córtex Cerebral, a região do cérebro que envolve o hipocampo e faz parte do sistema límbico.
Esta região tem uma importância extrema devido ao papel fundamental que exerce na Recuperação e Codificação de Memória, sendo envolvida (em alguns casos) de esclerose do hipocampo.
Em caso de danos nesta área, geralmente induz a um síndrome que os pacientes reflectem como o não conseguir reconhecer as cenas visualmente, embora reconheçam objectos individuais. Mas falemos em concreto do «Giro Denteado» que, tal como reporta o Science Daily de 5 de Dezembro de 2019 «É o ponto de entrada da parte do Hipocampo do Cérebro.» E está dito.
Mas mais se terá de acrescentar ao que sugere a sua definição. Ele (giro denteado) transmite Informações da Memória de curto prazo para o longo prazo.
«Consiste assim em células granulares que são especialmente densas nessa área do cérebro, e Interneurónios, que estão ligados no Sistema Nervoso Central ou Periférico entre várias células nervosas, tendo um efeito inibidor sobre a sua actividade. Ambos os tipos de informações do processo celular são diferentes (ou processam as informações de maneira diferente) e por conseguinte diferenciam as memórias intimamente relacionadas».
O que os especialistas nos explicam é que - Os Apêndices Dendríticos das Células Nervosas - são fiéis receptores de sinais recebidos de maneira semelhante às antenas de rádio. Os Interneurónios podem ser severamente inibidos pelos transportadores de Cloreto - que aumentam dessa forma os sinais inibitórios e a alta densidade dos receptores GABAA.
Esses Interneurónios não processam directamente as informações, mas determinam quais as células granulares que estão envolvidas no processamento das informações.
As Células Granulares, por outro lado, têm densidades mais baixas de receptores GABAA sendo levemente inibidas: Elas processam e codificam assim os sinais do ambiente - o que resulta numa representação semelhante a um mapa do ambiente no Giro Denteado ou Dentado.
Se o Grau de Inibição nas Células Cerebrais mudar, podem efectivamente surgir falhas no processamento, codificação e acesso às informações. Segundo os cientistas, é plausível que isso vá prejudicar a Função de Memória e levar a consequentes Distúrbios Neurológicos.
De acordo com os prestigiados investigadores Marlene Bartos e Cáudio Elgueta - os já assumidos e referidos intervenientes deste estudo divulgado em 2019 pela Nature Communications - estes resultados contribuem assim para uma melhor compreensão dos mecanismos de processamento de informações no Sistema Nervoso Central.
Dando por findo este texto, ultimadas que estão algumas das mais admiráveis descobertas feitas pelos homens e mulheres da Ciência, que em muito pontuam e glorificam os avanços na área neurológica, apenas se poderá acrescentar que isto das «Coisas do Cérebro» tem muito que se lhe diga.
Muito em estudo, muito em análise. Muito em ensaios ou experiências e, muito certamente há que o dizer, em dias e noites de árdua investigação sobre provas e conclusões que se desejam a cada dia mais como uma meta a atingir, definidos que estão outros segmentos, outras batalhas e outras exigências, tais como um outro céu a explorar ou um outro universo de muitas outras almas, quiçá de outras e inimagináveis proporções microscópicas. Coisas do Cérebro pois então!
domingo, 8 de dezembro de 2019
sábado, 7 de dezembro de 2019
sexta-feira, 6 de dezembro de 2019
quinta-feira, 5 de dezembro de 2019
quarta-feira, 4 de dezembro de 2019
terça-feira, 3 de dezembro de 2019
segunda-feira, 2 de dezembro de 2019
O Cavalo de Batalha da Biotecnologia
Escherichia Coli (E. coli): a bactéria bacilar Gram-negativa que normalmente se encontra no trato gastroentestinal inferior dos organismos de sangue quente (endotérmicos). E que, actualmente, por vias de uma pesquisa realizada ao longo de vários meses por cientistas israelitas, veio resumir no seio científico a certeza de que muitas delas - essas bactérias desenvolvidas em laboratório - consomem dióxido de carbono para energia em vez de compostos orgânicos. Estamos assim perante mais um Admirável Mundo da Biotecnologia (e microbiologia) fantástico! Ou não será...???
«Na Natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma» (Antoine de Lavoisier)
Tendo como objectivo final mas em simultâneo o prioritário desejo de se poder fornecer energia por meio de electricidade renovável para resolver o grande problema da libertação de CO2 - na utilização e manipulação bacterianas - é bem possível estar-se no caminho certo e por demais empolgante, segundo os cientistas, para se transformar produtos que são considerados resíduos em combustíveis, alimentos e outros compostos de igual relevo.
Haver um aprimoramento das máquinas moleculares - que futuramente serão a base do alimento e da sustentabilidade geral para a população mundial no consistente aumento de produtividade na agricultura - será a finalidade do que hoje se já sublima como factor essencial no desenvolvimento de recursos que abranja e proteja a Humanidade.
Os tempos não se avizinham fáceis no planeta; daí que seja quase obrigatório que, a nível molecular e biotecnológico, se invista nestas áreas tendo em conta que nada é ilimitável e inesgotável em termos destes mesmos recursos a que se recorre.
Por todas estas razões há que estudar e se possível reinventar fórmulas, ferramentas e sequências que nos façam ser mais fortes e mais adaptáveis - que não vulneráveis - perante não só as consequências atmosféricas adversas que se reconhecem prenhes de dióxido de carbono, mas também sobre outros sectores industriais transformadores que irão certamente fazer diminuir as consequências inevitáveis que todos os dias se cumulam no planeta em prejuízo de todos nós.
Recriar uma atmosfera digna de todos é (ou poderá ser a partir daqui através de novas fontes de energia renovável que globalmente se instalará no planeta) o que nos move. Criar alimentos mais saudáveis em sustentabilidade efectiva sem arrancarmos as últimas raízes da Terra é o que todos desejamos numa quimera que tem de o deixar de ser.
Penso que isto nem a Greta Thunberg poderá duvidar, uma vez que os esforços da comunidade científica são sempre muito mais do que os apelos da palavra na origem da mudança e da transformação - ou talvez manipulação - quer esta seja bacteriana ou de população.
Nos laboratórios e fora deles haverá sempre uma fluente massa crítica, ainda que os discursos não sejam por vezes tão inflamados ou considerados fleumáticos por quem os redige e ouve.
Daí que hajam sempre «Cavalos de Batalha»; os da Ciência e outros, pois que estão abertos os estábulos e a liberdade é sempre bela, principalmente quando dirigimos os nossos destinos e sabêmo-lo fazer de crina ao vento e cavalgada certeira, sabendo por onde vamos e por que trilhos andamos.
Hoje, o que os cientistas nos dizem é que podemos sonhar com essa abundância, com essa jactância biotecnológica de tudo desvendarmos, de tudo testarmos até ao limite, até à meta de todo o nosso esforço pelo qual muitas vezes até a vida damos. E somos recompensados.
A prova está aqui, pela qual todos trabalhamos, sentindo que todas as pradarias serão nossas, um dia, reunidos a outros cavalos que não de batalha mas de um pacífico conhecimento que a todos abrilhantará, que a todos engrandecerá.
A Escherichia coli é uma bactéria que geralmente se encontra no intestino de seres vivos de sangue quente. Na verdade, não se trata de uma única bactéria, mas sim de uma ampla gama de bactérias que podem ser de facto inofensivas ou inversamente causadoras de doenças. Segundo a óptica médica, estas bactérias não costumam ser prejudiciais, já que a maior parte delas contribui para uma flora bacteriana intestinal saudável. No entanto, alguns tipos desta bactéria podem causar doenças.
(De registo: juntamente com o Staphilococcus aureus é a mais comum e uma das mais antigas bactérias simbiontes da Humanidade. A E. coli é uma bactéria que pode crescer e ser cultivada facilmente e a baixo custo em laboratório, sendo investigada exaustivamente há mais de 60 anos. Desde que foi descoberta em 1885 pelo austríaco Theodor Escherich que assim é.)
A temível Escherichia Coli
Na versão científica mais lata, a E. coli é uma bactéria bacilar Gram-negativa que se encontra normalmente no trato gastrointestinal inferior dos organismos de sangue (endotérmicos), sendo que na maioria dos casos, ou das estirpes de E.coli, estas são inofensivas. No entanto, alguns sorotipos podem causar de facto graves intoxicações alimentares nos seres humanos, sendo ocasionalmente responsáveis pela recolha de produtos alimentícios devido à sua contaminação.
As Estirpes Inofensivas constituem assim parte da Flora Intestinal Humana Normal, podendo ser benéficas para os seus hospedeiros ao produzirem a vitamina K2, e também pelo facto de impedirem que ali se estabeleçam bactérias patogénicas.
A Bactéria E. coli e todas as que lhe são relacionadas constituem assim cerca de 01% da flora intestinal, sendo que a transmissão Fecal-oral é a principal via utilizada pelas cepas patogénicas que causam as doenças.
As Células desta Bactéria podem sobreviver fora do nosso corpo por um tempo bastante limitado, o que faz com que seja um Organismo Indicador Ideal para Comprovação da Contaminação Fecal - em amostras quando extraídas para o meio ambiente.
Soube-se entretanto que existe também uma outra estirpe (após um crescente e volumoso número de investigações que a identificaram). Estas bactérias E. coli persistentes no meio ambiente têm como característica biológica o de serem capazes de sobreviver por um longo período de tempo fora de um hospedeiro - o que se regista de uma resiliência incrível.
A Escherichia coli é assim o Organismo Modelo Procariota mais estudado no campo científico, sendo uma das mais importantes espécies nas áreas da Biotecnologia e Microbiologia, onde serve como organismo-hóspede para a maioria dos trabalhos sobre o ADN recombinante (em condições favoráveis, leva apenas uns escassos 20 minutos a reproduzir-se).
De acordo com um estudo revelado em 2015, publicado no «Microbiology and Infectious Disease», esta bactéria é efectivamente uma das mais importantes para proteger a saúde intestinal e até para produzir as essenciais vitaminas: como a vitamina B2 e a vitamina K.
Como já se referiu existem vários tipos de cepas dessa bactéria que são inofensivas, ao contrário de outras que nos são tremendamente nocivas. Como é o caso, por exemplo, da E. coli 0157:H7, que se identifica como uma bactéria nociva comum que produz uma toxina chamada de «shiga». Esta toxina sendo muito nociva pode inclusive causar uma grave Infecção Intestinal, no que pressupõe uma das principais causas de todas as infecções provocadas pela pela Escherichia coli.
Esta Bactéria E. coli - quase sempre associada a infecções gastrointestinais e a surtos de intoxicação alimentar - também pode causar infecções no trato urinário além de doenças como a Pneumonia, Doenças Respiratórias, e Meningite. Outras consequências de menor monta mas de igual perturbação e indisposição revertem-se em diarreias de fácil resolução com maior ou menor vigilância médica consoante o estado do paciente.
A E. coli é transmissível; daí que a infecção se possa disseminar. O contacto com pessoas ou animais contaminados deverá ser evitado portanto. Os Factores de Risco têm de ser tomados em conta, uma vez que estes podem fazer aumentar a probabilidade de uma pessoa sofrer uma Infecção causada pela bactéria Escherichia coli. Tais factores são:
Ter o Sistema Imunológico Enfraquecido - indivíduos portadores de doenças infecto-contagiosas e sexualmente transmissíveis (ex: SIDA/AIDS) ou outras doenças autoimunes (além daqueles que tomam medicamentos imunosupressores ou que fazem quimioterapia) e que detêm o sistema imunológico mais débil ou frágil do que o restante das pessoas.
Crianças e Idosos também fazem parte dos grupos de factor de risco, na evidência destas duas faixas etárias poderem apresentar um sistema imunológico mais fraco, pelo que poderá fazer aumentar a probabilidade de complicações; Hábitos Alimentares: dever-se-à evitar ingerir carne mal-passada ou em sangue, bebidas não-pasteurizadas ou ainda queijos provenientes de uma confecção de leite cru, o que potencia o aumento da infecção.
Por último, mas não menos importante, acrescentar-se-à a apresentação de um quadro de Redução do Ácido Estomacal, ou seja, pacientes que tenham passado por uma ou mais intervenções clínicas do foro estomacal ou intestinal, ou todos aqueles que utilizem medicação para a redução do Ácido Gástrico, e que por conseguinte apresentam um risco mais elevado de contrair infecções.
Pacientes com Doenças Autoimunes ou com o Sistema Imunológico Enfraquecido deverão sempre, com todo o rigor possível, informar o seu médico para que ele haja consoante o conhecimento e terapêutica a aplicar em cada caso.
Aconselha-se sempre a ingestão de muita água e de bebidas electrolíticas para assim se evitar a desidratação do organismo; estabelece-se que só no caso de existir infecção urinária é que há a necessidade de se prescreverem antibióticos.
Nos particulares ou específicos casos em que a Síndrome Hemolítico-Urémica é detectada, o paciente deverá então ser hospitalizado para um tratamento intensivo que pode incluir a administração de soro por via intravenosa, transfusões de sangue e diálise renal.
Os Especialistas continuam entretanto a batalhar neste campo para desenvolver uma vacina ou um medicamento que nos possa proteger de tão vil bactéria (nalguns casos) que dá pelo nome de Escherichia coli.
Enquanto nada surgir no mercado farmacêutico ou clínico que nos dê essa garantia, há que recorrer a uma saudável e útil higienização física e não só (lavagem de mãos com frequência, assim como todos os utensílios que usarmos ou alimentos que ingerirmos), mantendo assim a distância de prováveis focos de contaminação.
Manter o corpo hidratado durante e após a infecção é uma prioridade que todos devemos acatar, além de se ter em atenção a forma como se cozinham os alimentos (em maior cozedura, em especial no que se relaciona com a ingestão de carne), para que quaisquer bactérias sejam de todo eliminadas.
É importante desta forma idealizar e, agilizar uma dieta saudável, preferindo também alimentos com poucas fibras. Deve-se evitar alimentos que contenham muita gordura - ou que sejam muito condimentados - evitando-se assim a pioria dos sintomas e a afectação da bactéria.
Notícias Científicas: De acordo com um estudo publicado na «Cell Press» de 27 de Novembro de 2019, as bactérias desenvolvidas em laboratório passam a consumir dióxido de carbono (CO2) para o crescimento; algo a que os investigadores de Israel chegaram ao criarem cepas de Escherichia coli que então consomem CO2 de energia em vez de compostos orgânicos.
Segundo dados reportados no Science Daily de 27 de Novembro de 2019 (retratados de um estudo publicado na Cell Press): «Essa conquista na Biologia Sintética destaca a incrível plasticidade do metabolismo bacteriano e pode fornecer a estrutura para a futura Bio-produção neutra em Carbono.»
Que quer isto dizer? Apenas que está aberta - ou agora uma mais acessível porta - para o estabelecimento de Novas Fontes de Energia, novas ferramentas para se poder enfrentar o enorme desafio com que hoje nos deparamos em relação à Produção Sustentável de Alimentos e não só.
Estamos assim na vanguarda de muitas outras portas por abrir no mundo biotecnológico e, microbiológico, que nos dará a breve prazo muitas das soluções que até há pouco nos eram ainda complexamente vedadas ao conhecimento num emaranhado sobre-humano. Isto é apenas o início...
As Fabulosas e Sintéticas Cepas de E. coli
De acordo com o que os especialistas nos contam, o nosso mundo é dividido em autotróficos (que na Biologia se resume por serem seres vivos que, utilizando uma determinada fonte de energia, são capazes de transformar substâncias inorgânicas nas suas próprias substâncias orgânicas). Ou seja, têm a poderosa potencialidade e, capacidade, neste específico caso, em converter CO2 inorgânico em biomassa e Heterotróficos que consomem compostos orgânicos.
Sabe-se assim que estes Organismos Autotróficos dominam a biomassa na Terra, fornecendo grande parte dos nossos alimentos e combustíveis. Uma melhor compreensão dos princípios do crescimento autotrófico e dos métodos para aprimorá-lo, é visto agora como prioritário e fundamental para o caminho da sustentabilidade.
"O nosso principal objectivo era criar uma plataforma científica conveniente que pudesse aprimorar a fixação de CO2, o que pode ajudar a enfrentar os desafios relacionados à produção sustentável de alimentos e combustíveis e, ao aquecimento global, causado pelas emissões de CO2. Converter a fonte de carbono de E. coli, o cavalo de batalha da Biotecnologia - de carbono orgânico em CO2 - é um passo importante para estabelecer essa plataforma. (Palavras do autor-sénior Ron Milo, biólogo de sistemas no Instituto de Ciência Weizmann, em Rehovot, Israel)
Um Grande Desafio na Biologia Sintética tem sido gerar Autotrofia Sintética dentro de um organismo heterotrófico modelo. Apesar do amplo interesse no armazenamento de Energia Renovável e na produção mais sustentável de alimentos, os esforços anteriores para projectar organismos-modelo heterotróficos industrialmente relevantes para se usar o CO2 como única fonte carbono, falharam.
Tentativas anteriores que se realizaram e que consistiram no estabelecer de Ciclos de Fixação Autocatalíticos de CO2 em Modelos Heterotróficos sempre exigiram a adição de compostos orgânicos de múltiplos carbonos para alcançar um crescimento estável.
"De uma perspectiva científica básica, queríamos ver se seria possível uma transformação tão grande na dieta de bactérias - da dependência do açúcar até à síntese de toda a sua biomassa a partir do CO2. Além de testar a viabilidade de tal transformação no laboratório, queríamos saber quão extrema é a adaptação em termos de mudanças no modelo de ADN (DNA) bacteriano." (Explicação do primeiro autor ou máximo responsável da investigação, o cientista Shmuel Gleizer, que é também investigador do Weizmann Institute of Science)
No estudo da Cell, os investigadores usaram a chamada «Religação Metabólica» e, a evolução do laboratório, para assim converter a E. coli em autotróficos. A tensão projectada colhe energia do formato - que pode ser produzido electroquimicamente a partir de fontes renováveis. Como o formato é um Composto Orgânico de um Carbono que não serve como fonte de carbono para o crescimento de E. coli, ele não suporta vias heterotróficas.
Os Investigadores também projectaram a cepa para produzir Enzimas Não-Nativas para fixação e redução de carbono, assim como para captar energia do formato. Mas essas mudanças por si só não foram suficientes, de acordo com o que foi reportado pelos especialistas, para apoiar a Autotrofia - porque obviamente o metabolismo da E. coli está adaptado ao crescimento heterotrófico.
Para então superar mais esse desfio, os investigadores voltaram-se para a Evolução Adaptativa do Laboratório como uma outra ferramenta de Optimização Metabólica. Terão tido sucesso...? É o que já vamos saber.
A mais poderosa conquista na Biologia Sintética, dizem agora os investigadores israelitas.
(Em registo): Este minucioso trabalho foi financiado pelo Conselho Europeu de Pesquisa, pela Israel Science Foundation, pelo Centro Beck, do Canadá, de Pesquisa de Energia Alternativa, mas também por Dana e Yossie Hollander, assim como pela Helmsley Charitable Foundation e Larson Charitable Foundation; e ainda pelo concentrado espólio de David Arthur Barton e Anthony Stalbow. Charitable Trust e Stela Gelerman, do Canadá, também contribuíram para o actual estudo de investigação. Como se constata, são muitos os esforços mas igualmente os tributos financeiros para que haja a perspectiva de se abrirem novos horizontes neste e noutros domínios.
A Explicação Científica
A evolução adaptativa do laboratório: O que os investigadores se remeteram a fazer foi «simples». Eles desactivaram as enzimas centrais envolvidas no Crescimento Heterotrófico, tornado as bactérias mais dependente de vias autotróficas para o crescimento. Eles também fizeram crescer as células em quimiostatos com um suprimento limitado de Xilose de Açúcar - uma fonte de carbono orgânico - para inibir as vias heterotróficas.
O Suprimento Inicial de Xilose - por aproximadamente 300 dias - foi de facto necessário para suportar a proliferação celular suficiente para se iniciar a evolução. De referir que - O Qumiostato - também continha uma abundância de formato e 10% de um CO2 ambiente.
Nesse ambiente, existe assim uma grande vantagem selectiva para os Autotróficos que produzem biomassa a partir de CO2, como única fonte de carbono em comparação com os Heterotróficos que dependem da Xilose como fonte de carbono para o crescimento. Usando rotulagem isotópica, os investigadores confirmaram então de que as Bactérias Isoladas Evoluídas eram verdadeiramente Autotróficas - isto é, CO2 e não Xilose, ou qualquer outro composto orgânico que sustentado pelo crescimento celular.
"Para que a abordagem geral da evolução do laboratório tenha sucesso, tivemos que encontrar uma maneira de associar a mudança desejada no comportamento das células a uma vantagem de condicionamento. Isso foi difícil e exigiu muito pensamento e design inteligente." (Elucida-nos o investigador israelita Milo)
Ao Sequenciar o Genoma e os Plasmídeos das Células Autotróficas desenvolvidas, os investigadores deste estudo descobriram que apenas 11 mutações foram adquiridas através do processo evolutivo no Quimiostato. Um conjunto de mutações afectou então os genes que codificam as enzimas ligadas ao Ciclo de Fixação do Carbono.
A Segunda Categoria consistiu em mutações encontradas em genes comummente observados como Mutantes. E isto, reproduzido em experiências ou ensaios anteriores de Evolução Adaptativa em laboratório, sugerindo que eles não são necessariamente específicos para vias autotróficas. A Terceira Categoria consistia em mutações em genes sem papel conhecido ou de maior relevância.
"O Estudo descreve, pela primeira vez, uma transformação bem sucedida do Modo de Crescimento de uma Bactéria. Ensinar uma bactéria intestinal a fazer truques pelos quais as plantas são conhecidas, era um tiro no escuro. Quando começámos o Processo Evolutivo Direccionado, não tínhamos ideia se teríamos chances de sucesso, não havendo precedentes na literatura para nos guiar, ou sugerir a viabilidade de uma transformação tão extrema. Além disso, vendo-as no final relativamente pequenas, foi também surpreendente o número de mudanças genéticas necessárias para fazer essa transição." (Contextualiza Gleizer)
Os Responsáveis por este Estudo acabam por afirmar que, uma das principais limitações do mesmo, é o registo de que o consumo de formato por bactérias liberta mais CO2 do que o consumido pela fixação de carbono. Além disso, serão necessárias mais investigações ou mais pesquisas neste domínio antes que seja possível discutir a escalabilidade da abordagem para uso industrial.
Em futuros estudos e trabalhos, os investigadores terão como objectivo cimeiro o de fornecer Energia - por meio de Electricidade Renovável - para resolver assim o problema da Libertação de CO2, mas também para determinar se as Condições Atmosféricas do Ambiente poderão ou não apoiar a Autotrofia, assim como fazer (ou tentar) diminuir as mutações mais relevantes para o Crescimento Autotrófico.
"Essa façanha é uma poderosa prova de conceito, que abre assim uma nova e empolgante perspectiva de se poder usar bactérias manipuladas para transformar produtos que consideramos resíduos em combustível, alimentos ou outros compostos de interesse. Também pode servir como uma plataforma para entender e melhorar as Máquinas Moleculares que são a base da produção de alimentos para a Humanidade, e assim, ajudar no futuro a aumentar a produtividade na Agricultura!" (Remata Ron Milo, este reputado biólogo de sistemas, autor-sénior do estudo do Weizmann Institute of Science de Israel)
Está lançada assim - e pela primeira vez! - a grande e inicial plataforma científica conveniente e, consistente, no aprimoramento na fixação de CO2 (dióxido de carbono).
E tudo isso, na prioritária instância da sustentável produção de alimentos em face a uma cada vez maior densidade populacional e suas exigências, além do confronto crucial com o que hoje nos debatemos em face ao Aquecimento Global causado pelas emissões de CO2.
Tal como refere o investigador Milo: «Converter a fonte de carbono de E. coli, o cavalo de batalha da Biotecnologia, de carbono orgânico em CO2, é um passo importante para estabelecer essa plataforma», há que reiterar que nem todos serão assim tão grandes ou tão intransponíveis, esses tais cavalos de batalha, pois a Ciência não pára e os estudos também não.
Há que investigar e reunir provas e consensos, sentindo que talvez nem seja preciso um cavalo de Tróia para destronar os ainda desconhecidos caminhos da ciência molecular, da ciência biotecnológica e microbiológica. Só agora começámos, só agora temos as rédeas na mão e nada nos fará parar nem desmotivar para continuar. Nada mesmo!!!
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