Os humanos têm a capacidade inata de armazenar informações importantes em sua mente por curtos períodos de tempo, uma capacidade conhecida como memória de curto prazo. Ao longo das últimas décadas, vários neurocientistas tentaram entender como os circuitos neurais armazenam memórias de curto prazo, pois isso poderia levar a abordagens para ajudar os indivíduos cuja memória está falhando e ajudar a conceber intervenções que aumentem a memória.
Pesquisadores de Stanford e do Campus de Pesquisa de Janelia do Howard Hughes Medical Institute identificaram recentemente motivos do circuito neural envolvidos na maneira como os humanos armazenam memórias de curto prazo. Suas descobertas, publicadas na Nature Neuroscience, sugerem que os circuitos neurais relacionados à memória contêm módulos conectados de forma recorrente que mantêm atividade seletiva e contínua de forma independente.
“As memórias de curto prazo são de aproximadamente 10 segundos ou mais, por exemplo, se você precisar se lembrar de um número de telefone enquanto procura uma caneta para escrever o número”, disse Kayvon Daie, um dos pesquisadores que realizaram o estudo. Medical Xpress. “Neurônios individuais, no entanto, são muito esquecidos, pois só conseguem se lembrar de suas entradas por cerca de 10 milissegundos. Foi levantada a hipótese de que, se dois neurônios esquecidos estivessem conectados um ao outro, eles poderiam se lembrar continuamente do que deveriam lembrar para que o circuito agora possa conter informações por muitos segundos. ”
O objetivo principal do estudo realizado por Daie e seus colegas Karel Svoboda e Shaul Druckmann era entender como os neurônios codificam memórias de curto prazo. Por exemplo, eles queriam determinar se dois neurônios conectados entre si trocam informações que os humanos estão tentando lembrar, permitindo que um circuito neural armazene essas informações por vários segundos. Os pesquisadores testaram essa ideia medindo as interações entre diferentes neurônios.
Embora a ideia de que os neurônios que armazenam memórias estão conectados já exista há algum tempo, testá-la experimentalmente tem se mostrado bastante desafiador. Para testá-lo, os pesquisadores primeiro precisariam identificar os neurônios que armazenam memórias e, em seguida, medir sua conectividade. Para fazer isso, Daie e seus colegas empregaram métodos recentemente desenvolvidos que permitem aos cientistas registrar e manipular a atividade neuronal com altos níveis de precisão usando a luz.
“Usando uma série de técnicas desenvolvidas recentemente, podemos ativar neurônios específicos e, em seguida, observar como esses neurônios influenciam o resto do circuito”, disse Daie. “Nossa previsão era: se estimularmos um neurônio de memória, devemos ver um aumento na atividade dos neurônios de memória vizinhos.”
As observações experimentais coletadas por Daie e seus colegas foram alinhadas com suas previsões. Além de confirmar que os neurônios da memória estão conectados uns aos outros, suas descobertas sugerem que eles estão organizados em clusters.
“Descobrimos que os neurônios tendem a ser conectados em grupos”, disse Druckmann. “Isso significa que o circuito era composto de muitos clusters independentes, ou módulos, cada um capaz de armazenar memórias de curto prazo de forma independente. Nossa hipótese é que essa arquitetura de circuito poderia ser útil para tornar o armazenamento de memória mais confiável.”
Em seus experimentos, Daie e seus colegas ativaram apenas grupos de 8 neurônios em um circuito composto de 100.000 neurônios. No entanto, os pesquisadores descobriram que a ativação desses grupos de neurônios ainda causou mudanças no comportamento dos animais.
“Essencialmente, fomos capazes de modificar a memória de curto prazo do rato, ativando uma pequena fração dos neurônios do rato”, disse Daie. “Também descobrimos que havia uma relação contra-intuitiva entre a atividade dos neurônios estimulados e o comportamento dos animais.”
O estudo recente realizado por esta equipe de pesquisadores oferece uma nova visão valiosa sobre o papel dos motivos do circuito neural nos processos de memória de curto prazo. Em seus estudos futuros, Daie e seus colegas gostariam de identificar maneiras de prever quais memórias serão alteradas quando neurônios específicos forem ativados. Além disso, eles planejam explorar maneiras de modificar memórias mais complexas e elaboradas.
“Ficamos surpresos que a ativação de neurônios que pareciam estar relacionados a uma memória acabou conduzindo a ação oposta”, disse Daie. “Embora pudéssemos prever quando isso poderia acontecer observando as mudanças que implementamos na rede em geral, o cérebro real se mostrou mais complexo do que nosso pensamento inicial de que a condução de neurônios relacionados a uma memória sempre empurrará o comportamento para essa memória.”
Publicado em 20/03/2021 23h19
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