A vida érepleta de padraµes. a‰ comum que os seres vivos criem uma sanãrie repetida de caracteri­sticas semelhantes a  medida que crescem: pense em penas que variam ligeiramente em comprimento na asa de um pa¡ssaro ou em panãtalas mais curtas e longas em uma rosa.

Acontece que o cérebro não édiferente. Empregando microscopia avana§ada e modelagem matemática, os pesquisadores de Stanford descobriram um padrãoque governa o crescimento de células cerebrais ou neura´nios. Regras semelhantes podem orientar o desenvolvimento de outras células dentro do corpo, e compreendaª-las pode ser importante para a bioengenharia de tecidos e órgãos artificiais.

Seu estudo, publicado na Nature Physics , baseia-se no fato de que o cérebro contanãm muitos tipos diferentes de neura´nios e que são necessa¡rios vários tipos trabalhando em conjunto para executar qualquer tarefa. Os pesquisadores queriam descobrir os padraµes de crescimento invisa­veis que permitem que os tipos certos de neura´nios se organizem nas posições certas para construir um cérebro.

"Como as células com funções complementares se organizam para construir um tecido funcional?" disse o co-autor do estudo, Bo Wang , professor assistente de Bioengenharia. “Optamos por responder a essa pergunta estudando um cérebro, porque era comum presumir que o cérebro era complexo demais para ter uma regra simples de padronização. Na³s nos surpreendemos quando descobrimos que havia, de fato, essa regra. ”

O cérebro que eles escolheram examinar pertencia a um planariano, um verme plano de um mila­metro de comprimento que pode recuperar uma nova cabea§a todas as vezes após a amputação. Primeiro, Wang e Margarita Khariton, uma estudante de pós-graduação em seu laboratório, usaram manchas fluorescentes para marcar diferentes tipos de neura´nios no verme plano. Eles então usaram microsca³pios de alta resolução para capturar imagens de todo o cérebro - neura´nios brilhantes e tudo - e analisaram os padraµes para ver se podiam extrair deles as regras matemáticas que norteiam sua construção.

O que eles descobriram foi que cada neura´nio écercado por cerca de uma daºzia de vizinhos semelhantes a ele, mas que intercalados entre eles existem outros tipos de neura´nios. Esse arranjo exclusivo significa que nenhum neura´nio fica encostado ao seu gaªmeo, enquanto ainda permite que diferentes tipos de neura´nios complementares estejam pra³ximos o suficiente para trabalharem juntos para concluir tarefas.

Os pesquisadores descobriram que esse padrãose repete repetidamente em todo o cérebro de verme plano para formar uma rede neural conta­nua. Os co-autores do estudo, Jian Qin , professor assistente de engenharia química e estudioso de pa³s-doutorado Xian Kong, desenvolveram um modelo computacional para mostrar que essa complexa rede de bairros funcionais decorre da tendaªncia dos neura´nios de se agruparem o mais pra³ximo possí­vel, sem estar muito perto de outros neura´nios do mesmo tipo.

Embora os neurocientistas possam algum dia adaptar essa metodologia para estudar o padrãoneuronal no cérebro humano, os pesquisadores de Stanford acreditam que a técnica poderia ser mais útil aplicada ao campo emergente da engenharia de tecidos.

A idanãia ba¡sica ésimples: os engenheiros de tecidos esperam induzir as células-tronco, as poderosas células de uso geral das quais todos os tipos de células derivam, a crescer nas várias células especializadas que formam um fa­gado, rim ou coração. Mas os cientistas precisara£o organizar essas células diversas nos padraµes certos, se quiserem que o coração bata.

"A questãode como os organismos crescem em formas que desempenham funções aºteis fascina os cientistas háséculos", disse Wang. "Em nossa era tecnologiica, não estamos limitados a entender esses padraµes de crescimento nonívelcelular, mas também podemos encontrar maneiras de implementar essas regras para aplicações de bioengenharia".