Fonte: Laboratórios de Jonas T. Kaplan e Sarah I. Gimbel - Universidade do Sul da Califórnia

A experiência molda o cérebro. É bem entendido que nossos cérebros são diferentes como resultado do aprendizado. Embora muitas mudanças relacionadas à experiência se manifestem no nível microscópico, por exemplo, por ajustes neuroquímicos no comportamento de neurônios individuais, também podemos examinar alterações anatômicas na estrutura do cérebro em um nível macroscópico. Um exemplo famoso desse tipo de mudança vem do caso dos taxistas londrinos, que, juntamente com o aprendizado das rotas complexas da cidade, mostram maior volume no hipocampo, uma estrutura cerebral conhecida por desempenhar um papel na memória navegacional. ¹

Muitos métodos tradicionais de examinar a anatomia cerebral requerem um rastreamento minucioso de regiões anatômicas de interesse, a fim de medir seu tamanho. No entanto, usando técnicas modernas de neuroimagem, agora podemos comparar a anatomia dos cérebros entre grupos de pessoas usando algoritmos automatizados. Embora essas técnicas não se apequem do conhecimento sofisticado que os neuroanatomistas humanos podem trazer para a tarefa, elas são rápidas e sensíveis a diferenças muito pequenas na anatomia. Em uma imagem de ressonância magnética estrutural do cérebro, a intensidade de cada pixel volutrico, ou voxel, relaciona-se com a densidade da matéria cinzenta naquela região. Por exemplo, em uma ressonância magnética ponderada por T1, voxels muito brilhantes são encontrados em locais onde há feixes de fibra de matéria branca, enquanto voxels mais escuros correspondem à matéria cinzenta, onde os corpos celulares dos neurônios residem. A técnica de quantificar e comparar a estrutura cerebral em uma base voxel-por-voxel é chamada de morfometria baseada em voxel, ou VBM. ² No VBM, primeiro registramos todos os cérebros em um espaço comum, suavizando quaisquer diferenças grosseiras na anatomia. Em seguida, comparamos os valores de intensidade dos voxels para identificar diferenças localizadas em pequena escala na densidade da matéria cinzenta.

Neste experimento, demonstraremos a técnica VBM comparando os cérebros dos músicos com os de não músicos. Os músicos praticam treinamento motorizado intenso, visual e acústico. Há evidências de múltiplas fontes de que os cérebros de pessoas que passaram por treinamento musical são funcionais e estruturais diferentes daqueles que não passaram. Aqui, seguimos Gaser e Shlaug³ e Bermudez et al. ⁴ no uso do VBM para identificar essas diferenças estruturais no cérebro dos músicos.

1. Recrute 40 músicos e 40 não músicos.

1. Os músicos devem ter pelo menos 10 anos de treinamento musical formal. Treinar com qualquer instrumento musical é aceitável. Os músicos também devem estar praticando ativamente seu instrumento por pelo menos uma hora/dia.
2. Os sujeitos de controle devem ter pouco a treinamento formal em tocar um instrumento musical.
3. Todos os participantes devem ser destros.
4. Todos os participantes não devem ter histórico de distúrbios neurológicos, psiquiátricos

A análise do VBM revelou aumentos localizados significativos na densidade de matéria cinzenta no cérebro dos músicos em comparação com os controles não-músicos. Essas diferenças foram encontradas nos lobos temporais superiores de ambos os lados. O maior e mais significativo cluster foi no lado direito e inclui a parte posterior do giro de Heschl(Figura 2). O giro de Heschl é a localização do córtex auditivo primário, e os cortices circundantes estão envolvi...

A técnica VBM tem o potencial de demonstrar diferenças localizadas na matéria cinzenta entre grupos de pessoas, ou em associação com uma medida que varia entre um grupo de pessoas. Além de encontrar diferenças estruturais relacionadas a diferentes formas de treinamento, essa técnica pode revelar diferenças anatômicas que estão associadas a amplas condições neuropsicológicas, como depressão,⁵ dislexia,⁶ ou esquizofrenia. ⁷

É importante notar que ...

1. Maguire, E.A., et al. Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proc Natl Acad Sci U S A 97, 4398-4403 (2000).
2. Ashburner, J. & Friston, K.J. Voxel-based morphometry--the methods. Neuroimage 11, 805-821 (2000).
3. Gaser, C. & Schlaug, G. Brain structures differ between musicians and non-musicians. J Neurosci 23, 9240-9245 (2003).
4. Bermudez, P., Lerch, J.P., Evans, A.C. & Zatorre, R.J. Neuroanatomical correlates of musicianship as revealed by cortical thickness and voxel-based morphometry. Cereb Cortex 19, 1583-1596 (2009).
5. Bora, E., Fornito, A., Pantelis, C. & Yucel, M. Gray matter abnormalities in Major Depressive Disorder: a meta-analysis of voxel based morphometry studies. J Affect Disord 138, 9-18 (2012).
6. Richlan, F., Kronbichler, M. & Wimmer, H. Structural abnormalities in the dyslexic brain: a meta-analysis of voxel-based morphometry studies. Hum Brain Mapp 34, 3055-3065 (2013).
7. Zhang, T. & Davatzikos, C. Optimally-Discriminative Voxel-Based Morphometry significantly increases the ability to detect group differences in schizophrenia, mild cognitive impairment, and Alzheimer's disease. Neuroimage 79, 94-110 (2013).