A seção “Insights & Outcomes” deste mês apresenta pesquisas que ampliam ou afastam o foco em busca de respostas para questões urgentes sobre a vida, a mente e o universo.

Há itens sobre a intrusão de doenças mentais no cérebro em desenvolvimento, um abastecimento de alta velocidade para um buraco negro supermassivo, insights sobre por que algumas convulsões cerebrais causam perda de consciência e uma nova proposta para estudar a matéria escura e a energia escura.

Como sempre, você pode encontrar mais notícias sobre pesquisas científicas e médicas nas páginas de Ciência e Tecnologia e Saúde e Medicina do Yale News .

Um novo estudo de Yale sugere que doenças mentais podem começar no cérebro em desenvolvimento antes do nascimento — possivelmente até no primeiro trimestre da gravidez — muito antes do que se acreditava anteriormente.

Usando células-tronco humanas cultivadas em laboratório para imitar o desenvolvimento inicial do cérebro, juntamente com dados de cérebros humanos pré-natais, os pesquisadores rastrearam marcadores em células-tronco neurais (as células fetais especiais que constroem o cérebro, produzindo células mais maduras, como os neurônios) que podem ser a causa raiz dos distúrbios.

Eles descobriram que muitos genes ligados a transtornos como autismo e esquizofrenia são ativados surpreendentemente cedo, durante os primeiros estágios do crescimento cerebral, muito antes de as células-tronco neurais se tornarem células maduras. Essa descoberta, dizem os pesquisadores, sugere que esses períodos iniciais podem ser especialmente vulneráveis a alterações genéticas.

“Esta pesquisa oferece novas pistas sobre as origens dos distúrbios corticais”, disse a autora do estudo Nicola Micali , uma cientista associada de pesquisa em neurociência no laboratório de Pasko Rakic , o Professor Dorys McConnell Duberg de Neurociência e professor de neurologia na Escola de Medicina de Yale ( YSM ), que liderou o estudo.

A equipe também mapeou as redes regulatórias de genes-chave envolvidos em transtornos como TDAH e depressão, além de malformações como microcefalia. O estudo foi publicado na revista Nature Communications. 

“Isso pode representar um raro vislumbre de como os buracos negros atraem matéria, oferecendo informações valiosas sobre processos de acreção caótica”, disse o primeiro autor Alessandro Peca , pesquisador da Eureka Scientific e associado de laboratório no Departamento de Física de Yale.

O influxo de gás apareceu em duas observações separadas feitas pelo telescópio espacial de raios X NuSTAR da NASA , em 2023 e 2024, em uma galáxia designada “ ESP 39607”. O influxo estava ocorrendo a cerca de 100 a 134 milhões de milhas por hora.

Casos documentados de fluxos ultrarrápidos são raros, dizem os astrônomos, devido à sua natureza de curta duração.

Meg Urry , professora de física Israel Munson na Faculdade de Artes e Ciências de Yale, é coautora do novo estudo, juntamente com colegas da Eureka Scientific, da Universidade Diego Portales no Chile, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA e do Instituto de Tecnologia da Califórnia.

A perda de consciência pode representar perigos reais para pessoas com transtornos convulsivos. E embora nem todas as convulsões causem perda de consciência, pesquisadores de Yale descobriram como um tipo comum de convulsão ocorre.

As convulsões do lobo frontal são classificadas como convulsões "focais", um subtipo em que a atividade problemática se origina em uma única região do cérebro. No caso das convulsões do lobo frontal, a atividade se origina nos lobos frontais do cérebro, localizados atrás da testa. 

Mas enquanto alguns causam perda de consciência, outros não.

Os pesquisadores descobriram que o motivo é que nem todas as convulsões do lobo frontal são iguais.

Para o estudo, a autora principal e ex-pós-doutoranda de Yale, Elaheh Salardini , trabalhando com Hal Blumenfeld de Yale , analisou um conjunto de dados de gravações de atividade cerebral humana coletados de três diferentes instalações médicas — incluindo 65 episódios de convulsão em 30 pacientes diferentes.

“Descobrimos um subconjunto que causa comprometimento da consciência ao se espalhar para outras áreas maiores do cérebro”, disse  Blumenfeld, o autor principal, que é Professor Mark Loughridge e Michele Williams de Neurologia na YSM , professor de neurociência e neurocirurgia e diretor do Centro de Imagem em Neurociência Clínica de Yale. “A atividade invade áreas muito mais amplas, consideradas importantes para a consciência, enquanto a atividade de outras crises do lobo frontal permanece restrita ao lobo frontal.”

As descobertas foram  publicadas na revista Neurology .

Essa nova compreensão pode ajudar os cientistas a prever melhor a atividade convulsiva e desenvolver tratamentos, incluindo estimulação cerebral, que podem restaurar a consciência durante as convulsões.

Isaque Dutra , aluno de doutorado em física no Programa de Pós-Graduação em Artes e Ciências de Yale, ganhou recentemente um prêmio NASA FINESST por projetos de pesquisa desenvolvidos por alunos de pós-graduação.

A competição "Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology" ( FINESST ), que reconhece projetos de pesquisa em cinco divisões da Diretoria de Missões Científicas da agência, oferece até US$ 150.000 em financiamento para os projetos vencedores, distribuídos ao longo de três anos. Este ano, a FINESST recebeu 456 propostas para astrofísica — e selecionou 24 delas para apoio.

A proposta de Dutra, que será supervisionada por Priyamvada Natarajan , Professora Joseph S. e Sophia S. Fruton e Catedrática de Astronomia e professora de física na FAS , investigará a natureza fundamental da matéria escura e da energia escura. A matéria escura, que ainda não foi detectada, teoriza-se que constitui a maior parte da matéria no universo; a energia escura é uma força teorizada que parece desafiar a gravidade e acredita-se que esteja impulsionando a expansão acelerada e medida do universo.

Embora a mecânica da matéria escura e da energia escura seja desconhecida, pesquisadores como Dutra, Natarajan e seus colaboradores suspeitam que elas possam estar no cerne de várias discrepâncias persistentes e de pequena escala no modelo cosmológico Lambda da Matéria Escura Fria (o modelo padrão atual para a compreensão da evolução do universo) — como casos em que os sinais observados de lentes gravitacionais excederam drasticamente as previsões teóricas. Da mesma forma, dados recentes do Instrumento Espectral de Energia Escura sugerem a necessidade de uma nova física além do modelo padrão.

Dutra e Natarajan planejam usar o efeito de lente forte observado por aglomerados de galáxias como laboratórios astrofísicos para investigar simultaneamente a natureza da matéria escura e da energia escura. Dutra comparará simulações de alta resolução com dados para restringir alternativas à matéria escura fria. Ele e Natarajan também utilizarão observações para investigar a evolução temporal da energia escura, uma das questões fundamentais em aberto na cosmologia.