Restos cerebrais de vítima da erupção do Vesúvio jogam luz sobre explosão do vulcão

Em 79 d.C., a explosão do vulcão Vesúvio libertou fluxos piroclásticos que atingiram e soterraram cidades e assentamentos até 20 quilômetros de distância do seu centro, causando milhares de mortes.
Sputnik

As condições de sepultamento, advindas dos materiais libertados pelo vulcão, garantiram a preservação total da cidade romana de Herculano, até a descoberta do teatro municipal em 1710. Mais tarde, em 18 de novembro de 1739, foram descobertas as primeiras vítimas humanas. Assim, pouco a pouco, um assentamento urbano soterrado por cinzas vulcânicas foi se revelando. Porém, as mais excepcionais de todas as descobertas foram as várias centenas de vítimas humanas achadas entre os destroços.

Até o momento, houve poucas descobertas de tecido neuronal de vestígios humanos arqueológicos. Sob certas condições tafonômicas que impedem a decomposição dos tecidos moles, esses restos cerebrais são tipicamente saponificados. No entanto, boa parte desses restos encontrados tende a apresentar apenas uma má preservação das estruturas neuronais.

Durante uma pesquisa recente no sítio arqueológico de Herculano, realizada por cientistas de várias universidades e centros de investigação italianos, foi descoberto material vítreo dentro da cavidade craniana de uma vítima humana da erupção do Vesúvio, aparentemente derivado do cérebro. Investigações de proteômica e espectrometria de massa deste material permitiram aos cientistas identificar várias proteínas de origem cerebral humana e ácidos graxos da gordura do cabelo humano, indicando a preservação de tecido cerebral humano vitrificado. 

Restos cerebrais de vítima da erupção do Vesúvio jogam luz sobre explosão do vulcão

Devido a um processo natural de vitrificação, em Herculano o CNS foi "congelado" em condição nativa, preservando estruturas celulares remanescentes intactas no tecido neuronal. A conversão de tecido humano em vidro, ou vitrificação, ocorreu como resultado do rápido resfriamento do depósito de cinza vulcânica após a exposição à nuvem de cinza quente a uma temperatura de cerca de 500 °C. A vitrificação é um processo natural que ocorre quando um líquido cai abaixo de sua temperatura de transição vítrea, o que depende muito da taxa de resfriamento e da viscosidade do líquido.

Como retirar informação?

Utilizando a microscopia eletrônica de varredura (SEM, na sigla em inglês) e uma ferramenta de processamento de imagem específica baseada em uma rede neural, os pesquisadores descrevem a descoberta sem precedentes de várias ultraestruturas típicas do sistema nervoso central (CNS, na sigla em inglês) do cérebro vitrificado da vítima e do tecido da medula espinhal. Esses restos são únicos pela excelente qualidade de preservação do tecido, possibilitando a análise ultraestrutural de um cérebro humano com cerca de 2.000 anos.

Com base na investigação SEM, é descoberto algo surpreendente: a preservação de um sistema de estruturas tubulares semelhantes a axônios que percorrem a matriz cerebral. A arquitetura neuronal observada é comparável à detectada em amostras biológicas após o protocolo de queda manual, ou protocolo de congelamento de alta pressão seguido de fratura por congelamento e imagem crio-SEM. As estruturas observadas são alongadas e de formato redondo, menores em diâmetro do que os vasos sanguíneos no sistema cerebrovascular.

Restos cerebrais de vítima da erupção do Vesúvio jogam luz sobre explosão do vulcão

Através do processamento de imagem, também foi identificada a presença de estruturas tubulares regulares dentro da matriz citoplasmática de corpos celulares neuronais. O diâmetro médio dessas nanoestruturas é de aproximadamente 23 nanômetros, semelhante aos microtúbulos citoplasmáticos. Além disso, a matriz do tecido cerebral e da medula espinhal do CNS parece consistir em nanoestruturas recorrentes com morfologia espiral. Essa evidência atesta que o processo de preservação do tecido neuronal induzido pela vitrificação é o mesmo para todos os componentes estruturais do sistema nervoso central.

Conclusões e futuro de outras pesquisas

Com base nas características ultraestruturais observadas, ou seja, características morfológicas e medidas morfométricas detectadas a partir do tecido arqueológico vitrificado, os cientistas são capazes de classificar corpos celulares e processos semelhantes aos axônios, como neurônios e axônios, respectivamente. Os pesquisadores colocam a hipótese de que o processo natural único de vitrificação que ocorreu durante a erupção do Vesúvio em 79 d.C, bloqueou a estrutura do sistema nervoso central, preservando assim sua morfologia intacta.

Tamanha descoberta terá uma implicação importante para entender as condições ambientais específicas que permitiram a vitrificação do cérebro humano e de outros tecidos neuronais descobertos em Herculano. A preservação deste material vitrificado implica que o cérebro não foi destruído durante a exposição aos fluxos piroclásticos quentes e por isso teve tempo suficiente para resfriar antes antes do corpo (e cidade) voltar a ser soterrado por mais camadas de detritos piroclásticos quentes.

Os resultados desta descoberta terão influência em campos como a vulcanologia e bioantropologia, o que pode abrir uma nova linha de pesquisa biogeoarqueológica em evidências anteriormente não detectadas nos locais soterrados pelas erupções do Vesúvio.

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