Sistema visual antigo moldou cérebro cruzado dos animais

Em animais de quatro membros, cada lado do cérebro geralmente direciona os movimentos e registra as sensações do lado oposto do corpo. Um artigo científico publicado na Frontiers in Neuroanatomy propõe que essa fiação cruzada pode ter se originado há cerca de meio bilhão de anos, quando sistemas nervosos emergentes construíram novas vias em torno de estruturas sensoriais primitivas.

Os autores, o Dr. Martin Wessendorf e Daniel Wang, da Universidade de Minnesota, concentraram-se nos circuitos neurais dos tetrápodes, grupo que inclui anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Nos olhos dos vertebrados, o cristalino inverte as imagens que chegam à retina, enviando sinais através do quiasma óptico para que cada hemisfério receba informações do campo visual oposto. Esses estímulos alimentam o teto óptico, uma área ancestral do mesencéfalo presente em todos os vertebrados.

Tratos sensoriais e motores

Os pesquisadores examinaram múltiplas vias que conectam o sistema nervoso central. Uma delas, a coluna dorsal, direciona o tato e o posicionamento corporal para cima através da medula espinhal antes de cruzar no tronco encefálico. Essa rede surge em todos os tetrápodes, mas está ausente em peixes. Outra rota sensorial, o trato espinotalâmico, lida com sensações de dor e coceira ao cruzar dentro da própria medula espinhal, ocorrendo em aves, mamíferos, répteis e peixes cartilaginosos, como raias e tubarões.

Os circuitos motores seguem um padrão contralateral idêntico. O trato tectoespinal desencadeia movimentos rápidos em direção a mudanças ambientais ao enviar sinais do teto óptico para a medula espinhal oposta. Da mesma forma, a via rubroespinal se estende do núcleo rubro descendo pelo lado oposto da coluna, ajudando mamíferos e outros vertebrados a coordenar as ações dos membros.

Adaptação de redes existentes

Nos mamíferos, o córtex cerebral de seis camadas sustenta a via corticoespinhal, que cruza a linha média para modular estímulos sensoriais. Em primatas e em animais selecionados com movimentos delicados dos dedos, esse trato se conecta diretamente a zonas espinhais que controlam os músculos. Os autores sugerem que os primatas adaptaram esse circuito mais antigo em vez de desenvolver uma estrutura completamente nova.

Como todos os vertebrados vivos compartilham um teto óptico e um quiasma óptico, os cientistas sugerem que essas estruturas surgiram em peixes sem mandíbula durante o período Cambriano. Em vez de proporcionar uma vantagem imediata de sobrevivência, os circuitos cerebrais cruzados podem simplesmente refletir projetos anatômicos transmitidos ao longo da história evolutiva.