O segredo da inteligência humana? Pode estar em nosso intestino.

Os seres humanos têm o maior tamanho de cérebro em relação ao tamanho do corpo de qualquer primata, no entanto, os cientistas ainda sabem surpreendentemente pouco sobre como os mamíferos com cérebros grandes evoluíram para atender à enorme demanda energética necessária para crescer e mantê-los.

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

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

Construindo Sobre Pesquisas Anteriores do Microbioma

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

No estudo atual, os pesquisadores deram um passo a mais, examinando o próprio cérebro. Eles queriam saber se os micróbios intestinais de primatas com diferentes tamanhos relativos de cérebro poderiam realmente alterar o funcionamento dos cérebros dos camundongos hospedados.

Transplantando Micróbios de Primatas em Camundongos

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

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

Mudanças em Genes Cerebrais e Caminhos de Aprendizagem

Nos camundongos que receberam micróbios de primatas de 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. Esses mesmos caminhos estavam muito menos ativos em camundongos que receberam micróbios de primatas de cérebro menor.

“O que foi super interessante é que conseguimos comparar os dados que tínhamos dos cérebros dos camundongos com dados de cérebros reais de macacos e humanos, e para nossa surpresa, muitos dos padrões que vimos na expressão gênica cerebral dos camundongos eram os mesmos padrões observados nos primatas reais”, afirmou Amato. “Em outras palavras, conseguimos fazer os cérebros dos camundongos parecerem com os cérebros dos primatas reais de onde os micróbios vieram.”

Vínculos com Condições Neurodesenvolvimentais

Os pesquisadores também descobriram outro resultado inesperado. Os camundongos que receberam micróbios de primatas de cérebro menor mostraram padrões de expressão gênica associados ao TDAH, esquizofrenia, bipolaridade e autismo.

Estudos anteriores encontraram correlações entre condições como o autismo e diferenças na composição do microbioma intestinal. No entanto, as evidências diretas de que os micróbios intestinais contribuem para essas condições foram limitadas.

“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 certos’ humanos na primeira infância, seu cérebro funcionará de maneira diferente, e isso pode levar a sintomas dessas condições.”

Implicações para o Desenvolvimento e Evolução Cerebral

Amato acredita que as descobertas podem ter importantes implicações clínicas, especialmente para entender as origens de certos distúrbios psicológicos e observar o desenvolvimento cerebral por meio de uma lente evolutiva.

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

O estudo, intitulado “O microbiota intestinal de primatas induz alterações evolutivamente relevantes no neurodesenvolvimento de camundongos”, foi publicado pela Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.