Comparando o cérebro de diferentes espécies, dois cientistas da Universidade de Stanford, nos EUA, descobriram uma conexão impressionante entre a forma como o nosso cérebro evoluiu ao longo de milhões de anos e o motivo pelo qual o autismo é relativamente comum em humanos hoje.
A dupla dirigiu sua atenção a um tipo específico de neurônio chamado L2/3 IT, que fica nas camadas externas do córtex cerebral, região responsável pelo pensamento abstrato e algumas funções cognitivas complexas como linguagem, raciocínio, memória e resolução de problemas.
No estudo publicado recentemente na revista Molecular Biology and Evolution, os autores propõem que, em geral, quanto mais comum é um tipo de neurônio, mais lentamente ele evolui. Isso faz todo o sentido, pois as mutações são uma aposta evolutiva: tanto podem trazer vantagens quanto causar danos ao organismo.
No entanto, uma exceção importante desafia essa regra: justamente os neurônios L2/3 IT, um tipo muito abundante no córtex. Segundo os autores, esses neurônios excitatórios mudaram mais rápido no ser humano do que nos demais primatas, como chimpanzés e gorilas.
O mais surpreendente foi descobrir que, junto com essa evolução acelerada, centenas de genes ligados ao autismo mudaram de forma coordenada. Em outras palavras, alterações que provavelmente trouxeram vantagens ao cérebro humano também aumentaram sua vulnerabilidade ao transtorno.
Por que uma evolução no cérebro resultou em maior risco de autismo?
A observação, baseada em evidências atuais, de que autismo e esquizofrenia são transtornos exclusivos dos humanos, levou à questão científica, que motivou a pesquisa: será que alterações evolutivas ocorridas nos neurônios L2/3 IT explicam nossa maior vulnerabilidade a esses quadros?
Para testar a hipótese de que qualquer alteração em células importantes e numerosas aumenta o risco de consequências graves, os pesquisadores analisaram dados de sequenciamento de RNA de núcleo único em três regiões distintas do neocórtex, abrangendo seis espécies de mamíferos.
Trabalhando com três conjuntos de dados independentes, a equipe examinou a expressão gênica de mais de um milhão de neurônios, isto é, quais genes estavam ativos e produzindo proteínas em cada célula. A análise confirmou a hipótese de que tipos celulares mais comuns são mais conservados geneticamente.
Tentando confirmar esse princípio, Alexander Starr e Hunter Fraser se surpreenderam ao descobrir que os neurônios excitatórios intratelencefálicos da camada 2/3 (L2/3 IT) evoluíram excepcionalmente rápido na linhagem humana, apesar de seu alto número e de sua relevância funcional.
Contudo, essa evolução acelerada coincidiu com uma drástica redução na expressão de 34 genes ligados ao autismo. Embora possa ter trazido benefícios adaptativos, a mudança reduziu nossa margem de segurança. Assim, alterações que seriam inofensivas em outros primatas podem causar autismo em humanos.
Principais descobertas e futuras aplicações do estudo
Ao usar técnicas modernas de transcriptômica de célula única, ou seja, analisar os genes ativos em células individuais, o estudo combinou evolução com neurociência. A inovação permitiu identificar como neurônios específicos — e não apenas sequências genéticas — mudaram ao longo do processo evolutivo.
Além de propor novas perspectivas para o cérebro humano, o artigo apresenta um modelo evolutivo para nossa vulnerabilidade a condições neuropsiquiátricas, como autismo e esquizofrenia. A ideia de que alterações em genes regulatórios atuam como efeitos colaterais conecta essas condições à própria evolução do cérebro.
Essa relação inédita entre inovação cognitiva e risco sugere que certas condições devem ser vistas como parte integrante da evolução humana, e não apenas como “defeitos”. A noção de “trade-off” (compromisso evolutivo) implica que mais benefícios para certas funções humanas pagam um preço (risco de autismo).
Em futuras pesquisas biomédicas, as predições do modelo de genes regulatórios modificados nos neurônios L2/3 IT poderão ser testadas experimentalmente em células, organoides ou modelos animais, abrindo caminho para novas terapias ou biomarcadores específicos para o autismo.
Mas talvez a maior contribuição do trabalho seja ampliar o entendimento da neurodiversidade evolutiva, ao mostrar que diferenças cerebrais — mesmo as consideradas patológicas — podem ter surgido de transformações que tornaram o cérebro humano único em nossa história evolutiva.
