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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
CIÊNCIAS MORFOLÓGICAS (31001017105P4)
Educação Presencial
Análise da composição celular do encéfalo de cetáceos
KAMILLA AVELINO DE SOUZA
DISSERTAÇÃO
13/06/2018

O que explica a habilidade cognitiva superior humana, quando comparada à de outros mamíferos com encéfalos maiores, tais como cetáceos? O nosso grupo trabalha com a hipótese de que independentemente do tamanho do encéfalo, é o número de neurônios no córtex cerebral o principal fator determinante da capacidade cognitiva de uma espécie. Por isso, aqui testamos a hipótese de que encéfalos de cetáceos, mesmo aqueles duas vezes maiores do que o humano, ainda assim teriam menos neurônios do que este, no córtex cerebral. Verificamos, ainda, se este número se encaixa no previsto anteriormente para a ordem Cetartiodactyla, à qual pertencem as baleias. Se baleias seguem as mesmas regras de composição neuronal que se aplicam a artiodáctilos, então o córtex cerebral das baleias deveria ser formado de algo em torno de 3 bilhões de neurônios, contra uma média de 16 bilhões de neurônios no córtex cerebral humano. Aqui nós investigamos a composição celular do encéfalo da baleia Minke (Balaenoptera acutorostrata) e da baleia-piloto-de-peitorais-curtas (Globicephala macrorhynchus), utilizando o método do fracionador isotrópico. Encontramos que o córtex da baleia Minke contém 3,1 bilhões de neurônios, como previsto para um artiodátilo de massa cortical similar. O córtex da baleia Minke portanto obedece às regras de composição celular encontradas em outros mamíferos não primatas, tendo muito menos neurônios em seu córtex quando comparado ao humano. Para a baleia-piloto-de-peitorais-curtas, porém, encontramos mais neurônios do que o esperado para um artiodáctilo de mesma massa cortical. São 11,8 bilhões de neurônios em 1,8 kg de córtex, muito acima dos 2,7 bilhões esperados. Por outro lado, a relação entre a massa cortical e o número de células não-neuronais é compartilhada pelas duas baleias e por todos os outros mamíferos analisados até agora, com uma razão glia/neurônio elevada, mas esperada para suas densidades neuronais. Mesmo com o grande número de neurônios no córtex quando comparado às outras espécies analisadas, o menor número de neurônios corticais nesses cérebros maiores do que o humano dá suporte a nossa hipótese que de o número de neurônios no córtex cerebral, independentemente do tamanho de corpo ou cérebro, é o que melhor se relaciona com a capacidade cognitiva entre espécies.

cetáceos;alometria;cérebro;baleias
What explains the superior cognitive abilities of the human brain compared to other, larger brain, as cetaceans’ brains? Our group works with the hypothesis that regardless of brain size, it is the number of neurons in the cerebral cortex the main determinant to the superior cognitive abilities across species. For this reason, we here test the hypothesis that cetaceans’ brains, even those twice as larger than the human brain, still would have less neurons than us in the cerebral cortex, fitting, as expected, into to the Cetartiodactyla order, which cetaceans belong to. If whales follow the same neuronal composition rules that apply to Cetartiodactyla, then their cerebral cortex should have about 3 billion neurons against an average of 16 billion neurons in the humans’ cerebral cortex. Here we investigate the cellular composition of the Minke Whale and Short-finned Pilot Whale brains. We found that the cortex of the Minke whale brain contained 3.1 billion neurons, as predicted for an artiodactyl of similar cortical mass. The Minke whale cortex thus obeys the scaling rules found for other non‐primates. Consequently, it contains much less neurons when compared to the human brain. On the other hand, in the other whale analyzed, the short-finned pilot whale, we found more neurons than expected for an artiodactyl of the same brain mass, namely 11.8 billion neurons in 1.8 kg of cortical mass, very different from the expected 3 billion of neurons. Nonetheless, the two whales share the relationship between the mass of the cortical grey matter and the number of non-neuronal cells with all other mammals examined so far, having a large glia/neuron ratio that matches the expected for the neuronal densities in the cortex of both the Minke and the pilot whale. Even with the large number of neurons in the cerebral cortex when compared to other species analyzed, the smaller number of cortical neurons in brains larger than the human brain supports our proposition that it is the number of neurons in the cerebral cortex, irrespective of body or brain size, which best correlates with cognitive capacity across species.
cetaceans;allometry,;brain;whales
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO
O trabalho possui divulgação autorizada
Kamilla Avelino de Souza.pdf

Contexto

NEUROCIÊNCIA BÁSICA E CLÍNICA
NEUROCIÊNCIA BÁSICA E CLÍNICA
QUANTOS BILHÕES DE NEURÔNIOS? ANÁLISE QUANTITATIVA DE CÉLULAS NEURONAIS E GLIAIS NO CÉREBRO DE DIFERENTES ESPÉCIES E AO LONGO DO DESENVOLVIMENTO.

Banca Examinadora

JOSE GARCIA RIBEIRO ABREU JUNIOR
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
JOAO RICARDO LACERDA DE MENEZES Participante Externo
ROBERTO LENT Docente - PERMANENTE
VINICIUS PERUZZI DE OLIVEIRA Participante Externo
HAYDEE ANDRADE CUNHA Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Excelência Acadêmica 24

Vínculo

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Instituição de Ensino e Pesquisa
Ensino e Pesquisa
Sim
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