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NADA É COMO PENSÁVAMOS ANTES! Modelo Padrão De Consolidação Da Memória É Desafiado

NADA É COMO PENSÁVAMOS ANTES! Modelo Padrão De Consolidação Da Memória É Desafiado

Edição Vol. 4, N. 11, 26 de Junho de 2017

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2017.06.26.004

Os neurocientistas desafiaram o modelo padrão de consolidação da memória. Nova pesquisa do MIT revela que as memórias são formadas simultaneamente no hipocampo e a localização de armazenamento a longo prazo é no córtex cerebral. Quando visitamos um amigo ou vamos à praia, nosso cérebro armazena uma memória de curto prazo da experiência em uma parte do cérebro chamada hipocampo. Essas memórias são mais tarde “consolidadas” – isto é, transferidas para outra parte do cérebro para armazenamento a longo prazo.

Um novo estudo do MIT sobre os circuitos neurais subjacentes a este processo revela, pela primeira vez, que as memórias são realmente formadas simultaneamente no hipocampo e no local de armazenamento a longo prazo, no córtex do cérebro. No entanto, as memórias de longo prazo permanecem “silenciosas” por cerca de duas semanas antes de atingir um estado maduro (1).

Esta e outras descobertas neste artigo científico fornecem um mecanismo de circuito abrangente para a consolidação da memória, estudo liderado pelo Prof. Dr. Susumu Tonegawa, professor de ciências e neurologia da Picower, diretor do Centro RIKEN-MIT de Genética do Circuito Neural no Instituto Picower para Aprendizado e Memória.

As descobertas foram publicadas na revista Science e podem forçar algumas revisões dos modelos dominantes de como ocorre a consolidação da memória, de acordo com os pesquisadores.

ARMAZENAMENTO DE LONGO PRAZO

A partir da década de 1950, estudos do famoso paciente amnésico Henry Molaison, então conhecido apenas como Paciente H.M., revelaram que o hipocampo é essencial para formar novas memórias de longo prazo. Molaison, cujo hipocampo foi danificado durante uma operação destinada a ajudar a controlar suas crises epilépticas, já não era capaz de armazenar novas memórias após a operação. No entanto, ele ainda podia acessar algumas memórias que foram formadas antes da cirurgia.

Isso sugeriu que as memórias episódicas de longo prazo (memórias de eventos específicos) são armazenadas fora do hipocampo. Os pesquisadores acreditam que essas memórias são armazenadas no neocórtex, a parte do cérebro que também é responsável por funções cognitivas, como atenção e planejamento.

Os neurocientistas desenvolveram dois modelos principais para descrever como as memórias são transferidas da memória de curto para a de longo prazo. A mais antiga, conhecida como modelo padrão, propõe que as memórias de curto prazo sejam inicialmente formadas e armazenadas apenas no hipocampo, antes de serem gradualmente transferidas para o armazenamento a longo prazo no neocórtex e desaparecerem do hipocampo.

Um modelo mais recente, o modelo de traço múltiplo, sugere que os vestígios de memórias episódicas permaneçam no hipocampo. Esses traços podem armazenar detalhes da memória, enquanto que os contornos mais gerais são armazenados no neocórtex.

Até recentemente, não havia nenhuma boa maneira de testar essas teorias. A maioria dos estudos anteriores de memória baseava-se na análise de como os danos causados a certas áreas do cérebro afetavam as memórias. No entanto, em 2012, o laboratório de Tonegawa desenvolveu uma maneira de rotular células chamadas células de enagrama, que contêm memórias específicas. Existe no cérebro uma população de neurônios que é ativada durante o processo de aquisição de uma memória, causando mudanças físicas ou químicas duradouras. Se esses grupos de neurônios forem posteriormente reativados por um gatilho, como uma visão ou cheiro, por exemplo, toda a memória é relembrada. Esses neurônios são conhecidos como “células de engramas de memória”. Isso permite aos pesquisadores rastrear os circuitos envolvidos no armazenamento e a recuperação de memória. Eles também agora podem reativar artificialmente memórias usando a optogenética, uma técnica que permite ativar ou desativar as células alvo com luz.

No novo estudo, os pesquisadores usaram essa abordagem para rotular as células da memória em camundongos durante um evento de condicionamento ao medo – ou seja, um choque elétrico leve fornecido quando o camundongo está em uma câmara particular. Então, eles poderiam usar a luz para reativar artificialmente essas células de memória em momentos diferentes e ver se essa reativação provocaria uma resposta comportamental dos camundongos (congelados no lugar). Os pesquisadores também poderiam determinar quais células de memória estavam ativas quando os camundongos foram colocados na câmara onde ocorreu o condicionamento ao medo, levando-os a recordar naturalmente da memória (1) (Figura 1).

engrama 

Figura 1: Esta imagem mostra células de engrama da memória (verde e vermelho) que são cruciais para o armazenamento da memória permanente no córtex pré-frontal.

Os cientistas marcaram as células de memória em três partes do cérebro: o hipocampo, o córtex pré-frontal e a amígdala basolateral, que armazena as associações emocionais das memórias (1).

Apenas um dia após o evento de condicionamento ao medo, os pesquisadores descobriram que as memórias do evento estavam sendo armazenadas em células de engrama no hipocampo e no córtex pré-frontal. No entanto, as células de engrama no córtex pré-frontal estavam “silenciosas” – podiam estimular o comportamento de congelamento quando ativadas artificialmente pela luz, mas não dispararam durante a recuperação da memória natural (1).

Já o córtex pré-frontal continha a informação específica da memória. Isso é contrário à teoria padrão da consolidação da memória, que diz que você gradualmente transfere as memórias. A memória já está lá (1). 

Durante as próximas duas semanas, as células de memória silenciosas no córtex pré-frontal gradualmente amadureceram, refletidas por mudanças em sua anatomia e atividade fisiológica, até que as células se tornassem necessárias para que os animais recordassem naturalmente o evento. No final do mesmo período, as células do engrama do hipocampo ficaram silenciosas e não eram mais necessárias para a rechamada ou lembrança natural. No entanto, os vestígios da memória permaneceram: a reativação dessas células com luz ainda levou os animais a congelarem-se (1).

Na amígdala basolateral, uma vez que as memórias foram formadas, as células do engrama permaneceram inalteradas ao longo do experimento. Essas células, que são necessárias para evocar as emoções ligadas às memórias particulares, comunicam-se com células de engrama no hipocampo e no córtex pré-frontal (1).

REVISÃO TEÓRICA

Os achados sugerem que as teorias tradicionais de consolidação podem não ser precisas, porque as memórias são formadas rapidamente e simultaneamente no córtex pré-frontal e no hipocampo no dia do treino (1).

Elas são formadas em paralelo, mas depois seguem diferentes caminhos a partir daí. O córtex pré-frontal torna-se mais forte e o hipocampo fica mais fraco (1).

Este artigo mostra claramente que, desde o início, os engramas são formados no córtex pré-frontal. Ele desafia a noção de que há um movimento do traçado da memória do hipocampo para o córtex, e faz o ponto em que esses circuitos estão envolvidos juntos ao mesmo tempo. À medida que as memórias envelhecem, há uma mudança no equilíbrio de qual circuito está envolvido quando uma memória é lembrada (1).

São necessários mais estudos para se determinar se as memórias desaparecem completamente das células do hipocampo ou se alguns vestígios permanecem. Por agora, os pesquisadores só podem monitorar células de engrama por cerca de duas semanas, mas eles estão trabalhando na adaptação de sua tecnologia para trabalhar por um período mais longo. Todo esse trabalho é um exemplo de ciência básica. Se nossos governos federais, estaduais, agências de fomento estaduais, principalmente aquelas guiadas às cegas por estados em que seus governadores já comprovadamente corruptos, como o das Minas Gerais, fossem chefiados por pessoal gabaritado técnico-cientificamente e não por camaradas partidários da corrupção, teríamos chances de promover avanços científicos como esse, quebrando paradigmas e desenvolvendo novas tecnologias para um futuro promissor para uma nação verdadeiramente forte.

Kitamura diz que acredita que algum traço de memória pode permanecer no hipocampo indefinidamente, armazenando detalhes que são recuperados apenas ocasionalmente. “Para discriminar dois episódios semelhantes, este engrama silencioso pode ser reativado e as pessoas podem recuperar a memória episódica detalhada, mesmo em pontos de tempo muito remotos”, diz ele.

Os pesquisadores também planejam investigar ainda mais o processo de maturação do engrama do córtex pré-frontal. Este estudo já mostrou que a comunicação entre o córtex pré-frontal e o hipocampo é crítica, pois o bloqueio do circuito que conecta essas duas regiões impediu que as células da memória cortical maturassem adequadamente (1).

Fonte: Anne Trafton, MIT News

Referência

1.Kitamura T, Ogawa SK, Roy DS, Okuyama T, Morrissey MD, Smith LM, et al. Engrams and circuits crucial for systems consolidation of a memory. Science. 2017;356(6333):73-8.

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