doi.org/10.1038/s41593-024-01683-7
Credibilidade: 989
#Cérebro
Pesquisadores da Universidade de Utah Health descobriram que as “células do tempo” em ratos se adaptam ao aprendizado de tarefas cronometradas, uma descoberta que poderia ajudar na detecção precoce do Alzheimer, monitorando mudanças em uma região-chave do cérebro.
Nossa percepção do tempo é crucial para nossa interação e compreensão do mundo que nos rodeia.
Quer estejamos conversando ou dirigindo um carro, precisamos lembrar e avaliar a duração dos acontecimentos – um cálculo complexo, mas em grande parte inconsciente, que ocorre constantemente sob a superfície de nossos pensamentos.
Agora, investigadores da Universidade de Utah Health descobriram que, em ratos, uma população específica de “células do tempo” é essencial para aprender comportamentos complexos onde o tempo é crítico.
Como o ponteiro dos segundos de um relógio, as células do tempo disparam em sequência para mapear curtos períodos de tempo.
Mas as células do tempo não são apenas um simples relógio, descobriram os investigadores – à medida que os animais aprendem a distinguir entre eventos cronometrados de forma diferente, o padrão de atividade das células do tempo muda para representar cada padrão de eventos de forma diferente.
A descoberta poderá, em última análise, ajudar na detecção precoce de doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, que afetam a noção do tempo.
O novo estudo foi publicado em 14 de junho na Nature Neuroscience.
Código dos ratos
Ao combinar uma tarefa complexa de aprendizagem baseada no tempo com imagens cerebrais avançadas, os pesquisadores foram capazes de observar os padrões de atividade das células no tempo se tornarem mais complexos à medida que os ratos aprendiam.
Os pesquisadores primeiro montaram um estudo em que era fundamental aprender as diferenças no momento dos eventos.
Para receber uma recompensa, os ratos tiveram que aprender a distinguir entre padrões de um estímulo odorífero que tinha um tempo variável, como se estivessem aprendendo uma forma muito simples de código Morse.
Antes e depois de os ratos aprenderem, os pesquisadores usaram microscopia de última geração para observar o disparo de células individuais em tempo real.
No início, as células do tempo responderam da mesma maneira a todos os padrões de estímulo odorífero.
Mas à medida que aprenderam os diferentes padrões de estímulo cronometrados, os ratos desenvolveram diferentes padrões de atividade celular temporal para cada padrão de eventos.
Notavelmente, durante os testes em que os ratos erraram, os investigadores puderam ver que as suas células do tempo disparavam muitas vezes na ordem errada, sugerindo que a sequência correta da atividade das células do tempo é crítica para a execução de tarefas baseadas no tempo.
“Supõe-se que as células do tempo estejam ativas em momentos específicos durante o ensaio”, disse Hyunwoo Lee, PhD, pós-doutorado em neurobiologia na Escola de Medicina Spencer Fox Eccles da Universidade de Utah e coautor do estudo.
“Mas quando os ratos cometeram erros, essa atividade seletiva tornou-se confusa.”
Não apenas um cronômetro
surpreendentemente, as células do tempo desempenham um papel mais complicado do que apenas monitorar o tempo, disse Erin Bigus, assistente de pesquisa em neurobiologia e coautora do estudo.
Quando os pesquisadores bloquearam temporariamente a atividade da região do cérebro que contém as células do tempo, o córtex entorrinal medial (MEC), os ratos ainda puderam perceber e até antecipar o momento dos eventos.
Mas eles não conseguiam aprender do zero tarefas complexas relacionadas ao tempo.
“O MEC não está agindo como um cronômetro realmente simples, necessário para monitorar o tempo em qualquer circunstância simples”, disse Bigus.
“Seu papel parece ser realmente aprender essas relações temporais mais complexas.” Curiosamente, pesquisas anteriores sobre o MEC descobriram que ele também está envolvido na aprendizagem de informações espaciais e na construção de “mapas mentais”.
No novo estudo, os pesquisadores notaram que os padrões de atividade cerebral que ocorrem durante a aprendizagem de tarefas baseadas no tempo mostram algumas semelhanças com padrões observados anteriormente envolvidos na aprendizagem espacial; aspectos de ambos os padrões persistem mesmo quando o animal não está aprendendo ativamente.
Embora sejam necessárias mais pesquisas, estes resultados sugerem que o cérebro poderia processar o espaço e o tempo de maneiras fundamentalmente semelhantes, segundo os pesquisadores.
“Acreditamos que o córtex entorrinal pode servir um duplo propósito, agindo tanto como um hodômetro para monitorar a distância quanto como um relógio para monitorar o tempo decorrido”, disse James Heys, PhD, professor assistente de neurobiologia e autor sênior do estudo.
“Estas são as primeiras áreas do cérebro a serem afetadas por doenças neurodegenerativas como o Alzheimer.
Estamos interessados em explorar se tarefas complexas de comportamento temporal podem ser uma forma útil de detectar o início precoce da doença de Alzheimer.” – James Heys Aprender como o cérebro processa o tempo poderia ajudar na detecção de doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer, dizem os pesquisadores.
O MEC é uma das primeiras áreas do cérebro afetadas pela doença de Alzheimer, sugerindo que tarefas complexas de cronometragem podem ser uma forma de detectar a doença precocemente.
Publicado em 23/06/2024 16h13
Artigo original:
Estudo original: