O neurocientista Greg Gage utiliza equipamentos sofisticados para estudar as capacidades sensoriais e inteligentes das plantas. Prepare-se para ficar maravilhado com a forma como ele conecta uma dormideira, uma planta cujas folhas murcham quando são tocadas, e uma vênus-papa-moscas em um ECG para nos mostrar como as plantas usam sinais elétricos para transmitir informações, ativar movimentos e até contar.
Vídeo: TED Ideas Worth Spreading
Tradução: Cláudia Sander. Revisão: Leonardo Silva
Neurocientista e engenheiro eletrônico, Greg Gage construiu o SpikerBox – um pequeno aparelho que ajuda as crianças a entender o sistema de impulsos elétricos que controla o sistema nervoso. Gage é um apaixonado estudioso das formas que ajudam estudantes a entender, de forma visceral, como funcionam nosso cérebro e nosso sistema nervoso. Na sua opinião, ainda sabemos muito pouco a respeito deles, e é necessário estimular desde cedo as crianças para que queiram saber mais.
Antes de se tornar um neurocientista, Greg Gage trabalhou como engenheiro eletrônico na produção de monitores de vídeos sensíveis ao toque humano.
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Tradução integral da palestra de Greg Gage:
Tradução integral da palestra de Greg Gage no TED:
Sou neurocientista e cofundador da Backyard Brains, e nossa missão é treinar a próxima geração de neurocientistas, disponibilizando equipamentos de pesquisa neurocientífica da universidade para crianças no ensino médio e nos últimos anos do ensino fundamental.
Vamos às salas de aula, e uma forma de fazê-las pensar sobre o cérebro, o que é muito complexo, é fazer a eles uma simples pergunta sobre neurociência: “Quem tem um cérebro?” Quando perguntamos isso, os estudantes imediatamente respondem que seu gato ou cachorro têm um cérebro, e a maioria vai dizer que um rato ou mesmo um pequeno inseto têm um cérebro, mas quase ninguém diz que uma planta, uma árvore ou um arbusto têm um cérebro. Então você vai além, porque isso pode ajudar a descrever um pouco como o cérebro realmente funciona, e diz: “Bem, o que faz com que coisas vivas tenham ou não um cérebro?” Frequentemente eles vêm com a classificação de que coisas que se movem tendem a ter cérebros. E isso está absolutamente correto. Nosso sistema nervoso evoluiu porque ele é elétrico, é rápido. Então podemos reagir rapidamente aos estímulos e nos movermos, se precisarmos. Mas você pode ir mais a fundo com um estudante e dizer: “Bem, você diz que as plantas não têm cérebro, mas elas se movem”. Qualquer um que tenha cultivado uma planta notou que a planta se move na direção do sol. Então eles dizem: “Mas esse é um movimento lento. Isso não conta, deve ser um processo químico”.
Greg Gage mostra uma experiência de sensibilidade das plantas
Mas, e as plantas que se movem rapidamente? Em 1760, Arthur Dobbs, que era então governador real da Carolina do Norte, fez uma descoberta fascinante. No pântano atrás da sua casa, ele encontrou uma planta que se fechava subitamente cada vez que um inseto caísse no meio dela. Ele chamou essa planta de vênus-papa-moscas (Dionaea muscipula), e dentro de uma década ela foi parar na Europa, onde por fim o grande Charles Darwin estudou-a. Essa planta deixou-o de queixo caído. Ele chamou-a de a planta mais maravilhosa do mundo. Essa planta é uma maravilha da evolução. É uma planta que se move rapidamente, o que é raro, e é carnívora, o que também é raro. As duas coisas na mesma planta.
Mas hoje estou aqui para dizer que essa não é a coisa mais legal dessa planta. O mais legal é que ela pode contar. Para mostrar isso, precisamos esclarecer algumas coisas. Então vou fazer o que faço com os alunos na sala de aula. Vamos fazer um experimento de eletrofisiologia, que grava o sinal elétrico do corpo, vindo dos neurônios ou dos músculos. Estou colocando alguns eletrodos nos meus pulsos. Quando estiverem presos, poderemos ver um sinal aqui na tela. Esse sinal pode ser familiar para vocês. Ele é chamado ECG, ou eletrocardiograma. Isso vêm dos neurônios do meu coração, que disparam o que se chama de potencial de ação; potencial indica voltagem, ação indica que oscila rapidamente pra cima e pra baixo, o que faz meu coração bater, e isso causa o sinal que vocês veem aqui. Quero que vocês se lembrem do formato do que estamos vendo aqui, isso vai ser importante. Essa é uma forma de o cérebro codificar a informação na forma de potencial de ação.
Agora vamos voltar às plantas. Primeiro, vou apresentar para vocês a mimosa (Mimosa pudica). É uma planta encontrada na América Central e na América do Sul, e ela tem comportamentos. O primeiro comportamento que vou mostrar a vocês é que, se tocarmos as suas folhas, elas tendem a se fechar. E o segundo comportamento é o seguinte: se dermos uma batidinha na folha, todo o ramo aparenta murchar. Por que ela faz isso? A ciência não sabe. Uma das razões poderia ser para afugentar os insetos ou parecer menos atraente para os herbívoros.
Mas como ela faz isso? Isso que é interessante. Podemos fazer um experimento e descobrir. O que vamos fazer agora, assim como eu gravei o potencial elétrico do meu corpo, é gravar o potencial elétrico desta planta, desta dormideira. Eu enrolei um fio ao redor do caule, e onde coloquei o eletrodo terra? Na terra. É uma piada de engenharia eletrônica. Tudo bem. Tudo bem. Agora vou dar uma batidinha na folha, e quero que vocês olhem o registro eletrônico que vamos ter dentro da planta. Uau. É tão grande, que vou ter que reduzir a imagem. Cero. Então, o que é isso? Isso é um potencial de ação ocorrendo dentro da planta. Por que ele ocorre? Porque ela queria se mover, certo? Então, quando eu aciono os receptores de toque, eles enviam uma voltagem por todo o caule, que faz com que ela se mova. Em nossos braços, isso moveria nossos músculos, mas a planta não tem músculos. Ela tem água dentro das células e quando a voltagem as atinge, elas se abrem, liberam a água, mudam a forma das células, e as folhas murcham. Certo. Então vimos um potencial de ação codificando informação para se mover. Mas ele pode fazer mais? Vamos descobrir.
Vamos voltar para nossa amiga vênus-papa-moscas, e vamos dar uma olhada no que acontece dentro da folha quando uma mosca pousa nela. Vou fingir que sou uma mosca. Aqui está minha vênus-papa-moscas, e dentro da folha vocês podem ver três pequenos pelos, são os pelos de disparo. Então, quando uma mosca pousa… Vou tocar um dos pelos agora. Prontos? Um, dois, três. O que temos? Temos um lindo potencial de ação. Mas a papa-moscas não se fecha. E para entender por quê, precisamos saber um pouco mais sobre o comportamento da papa-moscas. Primeiro, leva muito tempo para reabrir a armadilha, de 24 a 48 horas, se não tiver uma mosca dentro dela. E isso usa muita energia. Segundo, ela não precisa comer tantas moscas ao longo do ano. Só algumas. Ela tira do sol a maior parte da energia. Ela só tenta repor alguns nutrientes do solo com as moscas. E terceiro, ela só abre e fecha a armadilha algumas vezes até a presa morrer. Então ela quer realmente garantir que há uma refeição dentro dela antes que a armadilha se feche. E como ela faz isso? Ela conta o número de segundos entre sucessivos toques nos pelos. A ideia é que há uma grande probabilidade, se houver uma mosca dentro, de eles serem ativados juntos, então, ao receber o primeiro potencial de ação, ela começa a contar: um, dois… e, se chegar a 20 sem disparar de novo, ela não vai se fechar, mas, se ocorrer dentro desse tempo, então a armadilha se fecha. Então vamos começar de novo. Vou tocar de novo na Vênus papa-moscas. Estive falando por mais de 20 segundos, então podemos ver o que acontece quando toco o pelo uma segunda vez. Então temos outro potencial de ação, mas, de novo, ela não se fecha. Mas se eu voltar, se eu for uma mosca voando por aí, vou tocar a folha algumas vezes. Vou tocá-la algumas vezes. E imediatamente, a papa-moscas se fecha. Então estamos vendo a papa-moscas fazer um cálculo. Ela está decidindo se tem uma mosca na armadilha, e então ela se fecha.
Vamos voltar à nossa questão original. As plantas têm cérebro? Bem, a resposta é não. Não há um cérebro aqui. Não há axiomas nem neurônios. Ela não fica deprimida. Ela não quer saber o resultado do jogo. Ela não tem problemas de autorrealização. Mas ela tem algo muito similar ao que nós temos, que é a capacidade de se comunicar usando a eletricidade. Ela usa íons um pouco diferentes dos que usamos, mas na verdade ela faz a mesma coisa. Então, só pra mostrar a vocês a natureza ubíqua desses potenciais de ação, nós os vimos na vênus-papa-moscas, vimos um potencial de ação na mimosa, e vimos até em um humano. Essa é a linguagem única do cérebro. É a forma como toda informação é passada. Então o que podemos fazer é usar esses potenciais de ação para passar informação entre espécies de plantas. Então este é nosso comunicador interespécies planta a planta, e criamos um novo experimento no qual vamos gravar o potencial de ação de uma vênus-papa-moscas, e enviá-lo para a dormideira.
Quero que se lembrem do que acontece quando tocamos as folhas da dormideira. Ela tem receptores de toque que enviam essa informação ao longo do caule como potencial de ação. Então o que acontece se pegarmos o potencial de ação da Vênus papa-moscas e o enviarmos para todas as hastes da dormideira? Nós deveríamos conseguir criar o comportamento da dormideira sem tocá-la realmente. Então, se me permitem, vou prosseguir e acionar essa dormideira agora, tocando os pelos da papa-moscas. Então vamos enviar informação sobre toque de uma planta a outra. Aí está. Então… Espero que vocês tenham aprendido um pouco sobre plantas hoje, e não só isso. Aprenderam que plantas podem ser usadas para ensinar neurociência e alavancar a neuro revolução. Obrigado.