Um modelo animal de gagueira

ago 08, 2017 | por Sandra Merlo | Gagueira, Genética

Filhotes de camundongos geneticamente modificados produzem menor número de vocalizações ultrassônicas por minuto e pausas mais longas em comparação a filhotes selvagens. Este “distúrbio de comunicação” é similar à fala humana com gagueira.

A fala, tal como a concebemos, é uma habilidade exclusiva dos seres humanos. Entretanto, diversos outros animais são capazes de comunicação verbal. As aves são exemplos claros: seu canto possui diversas funções, como a demarcação de território. Um exemplo menos claro para nós é a comunicação dos camundongos. Embora não possamos ouvir, eles emitem sons e se comunicam. Não podemos ouvir os sons que os camundongos produzem, porque esses sons estão acima da faixa de frequência que o sistema auditivo humano é capaz de perceber. São vocalizações ultrassônicas. O sistema auditivo humano opera na faixa de 20 a 20.000 Hz, enquanto as vocalizações dos camundongos estão entre 20.000 e 100.000 Hz.

Os camundongos produzem vocalizações ultrassônicas em diversas situações sociais. Essas vocalizações não são sons produzidos de forma aleatória e sem propósito. Elas apresentam estruturação sonora, em termos de frequência, intensidade e duração. Um exemplo de vocalização são os chamados que os filhotes emitem quando ficam sozinhos.

 

Gagueira e genética

Cerca de 1% dos adultos apresenta gagueira de forma crônica. Desses indivíduos, cerca de 60% apresenta predisposição genética para gagueira, ou seja, são indivíduos que apresentam mutações em determinados genes, que os predispõem a desenvolver gagueira. Alguns desses genes já foram mapeados e estão relacionados à via de enzimas dos lisossomos. Os lisossomos são organelas intracelulares responsáveis pela reciclagem de substâncias. Mutações em genes relacionados a esta via respondem por cerca de 10 a 15% dos casos de gagueira crônica não-sindrômica em adultos. Para maiores informações sobre estas mutações e sua relação com gagueira, clique aqui.

 

Camundongos, gagueira e genética

A bióloga Terra Barnes & colaboradores publicaram um artigo [1] relatando o primeiro modelo genético animal de gagueira. Eles produziram camundongos com uma mutação específica no gene GNPTAB, similar ao que ocorre com adultos que gaguejam. Esses camundongos foram separados de suas mães após o nascimento. As vocalizações de chamado produzidas pelos animais foram gravadas no terceiro, no quinto e no oitavo dia de vida. As vocalizações de uma ninhada de camundongos geneticamente modificados foram comparadas às de uma ninhada de camundongos selvagens (isto é, sem modificação gênica).

Os filhotes de camundongos geneticamente modificados vocalizaram três vezes menos durante os períodos de gravação em comparação aos filhotes selvagens. Por exemplo, durante 3 minutos e meio de gravação, os filhotes modificados vocalizaram 64 vezes, enquanto os filhotes selvagens vocalizaram 185 vezes, em média.

O que poderia explicar esta diferença? A análise acústica indicou que a duração das vocalizações não diferia entre os dois tipos de filhotes. Entretanto, os filhotes modificados produziram pausas mais longas do que os filhotes selvagens: as pausas dos filhotes modificados duravam 6 segundos, enquanto as pausas dos filhotes selvagens duravam 3 segundos, em média. O aumento da duração das pausas entre vocalizações poderia ser comparado aos bloqueios silenciosos em pessoas com gagueira.

Outro aspecto analisado pelos pesquisadores refere-se à presença de repetições de vocalizações no início e no interior de enunciados. Filhotes selvagens normalmente produziram cerca de 40% de repetições de vocalizações no início de enunciados. Os filhotes modificados também exibiram essa característica, que é inata da espécie. Entretanto, no interior dos enunciados, os filhotes modificados apresentaram maior tendência a repetições de vocalizações em comparação aos filhotes selvagens. Essas repetições no interior de enunciados seriam equivalentes às repetições de parte de palavras em pessoas com gagueira.

Os camundongos também foram comparados em relação a outras características não relacionadas à comunicação. Essas características incluíram massa corporal, testes de locomoção (para avaliar equilíbrio, força e coordenação), testes de reflexos acústicos, aprendizagem espacial, memória, sociabilidade, comportamento exploratório, preferências de olfato e comportamentos relacionados à ansiedade. De forma geral, os camundongos modificados e os selvagens não apresentaram diferenças entre si nessas características fenotípicas não relacionadas à comunicação. A intenção dos pesquisadores, ao avaliar essas outras características, era verificar se os camundongos modificados apresentavam alteração apenas na comunicação, o que foi confirmado. Ou seja, a mutação homozigótica do gene GNTPAB produz apenas alteração de comunicação nos camundongos, sem se configurar em uma síndrome mais ampla, assim como ocorre em seres humanos com a mutação heterozigótica do mesmo gene.

Os pesquisadores também compararam a fala de adultos com gagueira que apresentavam mutação em um dos três genes (GNPTAB, GNPTG e NAGPA) da via de enzimas lisossômicas com a fala de adultos sem gagueira. Os sujeitos leram um texto foneticamente balanceado com 500 palavras. Para que os dados entre camundongos e humanos pudessem ser comparados, a análise acústica da fala humana não utilizou critérios linguísticos (como sílabas ou palavras). O critério foi o mesmo utilizado para os camundongos: trechos com vocalizações e trechos com pausas.

Como era de se esperar, foram encontradas diferenças entre adultos com e sem gagueira. Primeiro, adultos com gagueira apresentaram menor número de vocalizações por minuto em comparação a adultos sem gagueira (81 versus 125 vocalizações por minuto, respectivamente, em média). Segundo, adultos com gagueira apresentaram vocalizações mais longas em relação a adultos sem gagueira (390 versus 315 milissegundos, respectivamente, em média). Por último, adultos com gagueira apresentaram pausas mais longas em relação a adultos sem gagueira (380 versus 170 milissegundos, respectivamente, em média).

 

Tabela comparativa entre características das vocalizações de camundongos e de humanos com e sem gagueira.
 Camundongos com mutação homozigótica no gene GNPTAB em relação a camundongos selvagensAdultos humanos com gagueira e com mutação heterozigótica nos genes GNPTAB, GNPTG ou NAGPA em relação a adultos humanos sem gagueira
Vocalizações por minuto2,9 vezes menor1,5 vezes menor
Duração das vocalizaçõesSem diferença1,2 vezes maior
Duração das pausas2 vezes maior2,2 vezes maior

 

Portanto, o estudo demonstrou que as vocalizações de camundongos geneticamente modificados para o gene GNPTAB eram significativamente diferentes das vocalizações de camundongos selvagens. Os camundongos modificados apresentaram menor número de vocalizações por minuto e pausas mais longas entre vocalizações. Essas características são similares às características apresentadas por adultos com gagueira com mutação nos genes GNPTAB, GNPTG ou NAGPA.

 

Embora a comparação direta entre as vocalizações dos camundongos e a fala dos seres humanos tenha que ser vista com cautela, o estudo de Barnes & colaboradores é uma notícia muito interessante, porque confirma que a mutação do gene GNPTAB realmente afeta a comunicação em outra ordem de mamíferos.

 

Referência

[1] Barnes, T. D.; Wozniak, D. F.; Gutierrez, J.; Han, T-U.; Drayna, D. & Holy, T. (2016). A mutation associated with stuttering alters mouse pup ultrasonic vocalizations. Current Biology, 26, 1009-1018. [Artigo de acesso aberto]

 

  • Marisa Viana

    Obrigada, Sandra, por traduzir e compartilhar o estudo. Seu interesse pela causa contribui para o maior entendimento da gagueira!