doi.org/10.1016/j.celrep.2024.114638
Credibilidade: 989
#Sinapses
Novas pesquisas sugerem que os neurônios protegem e preservam determinadas informações por meio de uma zona dedicada de sinapses estáveis.
Uma das qualidades mais celebradas do cérebro é sua capacidade de adaptação.
As mudanças nos circuitos neurais, cujas conexões são continuamente ajustadas à medida que vivenciamos e interagimos com o mundo, são fundamentais para a forma como aprendemos.
Mas, para manter o conhecimento e as memórias intactos, algumas partes do circuito devem ser resistentes a essa mudança constante.”
Os cérebros descobriram como navegar por essa paisagem de equilíbrio entre estabilidade e flexibilidade, de modo que você possa ter um novo aprendizado e uma memória duradoura”, diz o neurocientista Mark Harnett, um pesquisador do Instituto de Pesquisa do Cérebro do MIT.
Na edição de 27 de agosto da revista Cell Reports, Harnett e sua equipe mostram como os neurônios individuais podem contribuir para ambas as partes dessa vital dualidade.
Ao estudar as sinapses por meio das quais os neurônios piramidais do córtex sensorial do cérebro se comunicam,eles aprenderam como as células preservam sua compreensão de algumas das características mais fundamentais do mundo e, ao mesmo tempo, mantêm a flexibilidade necessária para se adaptar a um mundo em constante mudança.
Conexões visuais:
Os neurônios piramidais recebem informações de outros neurônios por meio de milhares de pontos de conexão.
No início da vida, essas sinapses são extremamente maleáveis e sua força pode mudar à medida que um animal jovem recebe informações visuais e aprende a interpretá-las.
A maioria permanece adaptável até a idade adulta, mas a equipe de Harnett descobriu que algumas das sinapses das células perdem a flexibilidade quando os animais têm menos de um mês de idade.
O fato de ter sinapses estáveis e flexíveis significa que esses neurônios podem combinar dados de diferentes fontes para usar informações visuais de maneiras flexíveis.
A pós-doutoranda Courtney Yaeger deu uma olhada de perto nessas sinapses excepcionalmente estáveis, que se agrupam ao longo de uma estreita região das células piramidais elaboradamente ramificadas.
Ela estava interessada nas conexões por meio das quais as células recebem informações visuais primárias, por isso rastreou suas conexões com os neurônios em um centro de processamento da visão do tálamo cerebral chamado núcleo geniculado lateral dorsal (dLGN).
As longas extensões por meio das quais um neurônio recebe sinais de outras células são chamadas de dendritos e se ramificam do corpo principal da célula em uma estrutura semelhante a uma árvore.
As protuberâncias espinhosas ao longo dos dendritos formam as sinapses que conectam os neurônios piramidais a outras células.
Os experimentos de Yaeger mostraram que as conexões da dLGN levam todas a uma região definida das células piramidais, uma faixa estreita dentro do que ela descreve como o tronco da árvore dendrítica.
Yaeger descobriu várias maneiras pelas quais as sinapses nessa região – formalmente conhecida como o domínio dendrítico oblíquo apical – diferem de outras sinapses nas mesmas células.”
Na verdade, elas não estão tão distantes uma da outra, mas têm propriedades completamente diferentes”, diz ela.
Sinapses estáveis
Em um conjunto de experimentos, Yaeger ativou sinapses nos neurônios piramidais e mediu o efeito no potencial elétrico das células.
As alterações no potencial elétrico de um neurônio geram os impulsos que as células usam para se comunicar umas com as outras.
É comum que os efeitos elétricos de uma sinapse sejam amplificados quando as sinapses vizinhas também são ativadas.
Mas quando os sinais foram entregues ao domínio do dendrito oblíquo apical, cada um teve o mesmo efeito, independentemente de quantas sinapses foram estimuladas.
As sinapses não interagem de forma alguma umas com as outras, diz Harnett.
“Elas apenas fazem o que fazem.
Não importa o que seus vizinhos estejam fazendo, todos eles apenas fazem o mesmo tipo de coisa.”
A equipe também foi capaz de visualizar o conteúdo molecular das sinapses individuais.
Isso revelou uma surpreendente falta de um determinado tipo de receptor neurotransmissor, chamado de receptores NMDA, nos dendritos oblíquos apicais, o que foi notável devido ao papel dos receptores NMDA na mediação das mudanças no cérebro.”
Em geral, quando pensamos em qualquer tipo de aprendizado, memória e plasticidade, são os receptores NMDA que fazem isso”, diz Harnett.
“Esse é o substrato de aprendizado e memória mais comum em todos os cérebros.”
Quando Yaeger estimulou as sinapses oblíquas apicais com eletricidade, gerando padrões de atividade que fortaleceriam a maioria das sinapses, a equipe descobriu uma consequência da presença limitada de receptores NMDA.
A força das sinapses não se alterou.
“Não há nenhuma plasticidade dependente de atividade acontecendo ali, pelo que testamos”, diz Yaeger.
Isso faz sentido, dizem os pesquisadores, porque as conexões das células do tálamo transmitem as informações visuais primárias detectadas pelos olhos.
É por meio dessas conexões que o cérebro aprende a reconhecer os recursos visuais básicos, como formas e linhas.”
Essas sinapses são basicamente uma leitura robusta e de alta fidelidade dessas informações visuais”, explica Harnett.
“É isso que elas estão transmitindo, e não é sensível ao contexto.
Assim, não importa quantas outras sinapses estejam ativas, elas simplesmente fazem exatamente o que vão fazer e você não pode modificá-las com base na atividade.
Eles são muito, muito estáveis.”
“Na verdade, você não quer que eles sejam de plástico”, acrescenta Yaeger.
“Você consegue imaginar que vai dormir e depois se esquece de como é uma linha vertical””Ao realizar os mesmos experimentos em camundongos de diferentes idades, os pesquisadores determinaram que as sinapses que conectam os neurônios piramidais ao tálamo se tornam estáveis algumas semanas depois que o jovem camundongo abre os olhos pela primeira vez.
Nesse ponto, diz Harnett, eles já aprenderam tudo o que precisavam aprender.
Por outro lado, se o camundongo passa as primeiras semanas de sua vida no escuro, as sinapses nunca se estabilizam, o que é mais uma prova de que a transição depende da experiência visual.
Publicado em 22/09/2024 00h23
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