As memórias formam-se numa folha em branco?
Investigadores do ISTA revelam como as redes de pensamento no hipocampo se desenvolvem após o nascimento
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O hipocampo é uma região cerebral chave envolvida na formação da memória e na orientação espacial. Transforma as memórias de curto prazo em memórias de longo prazo, ajudando-nos a reter e a desenvolver as nossas experiências. Os investigadores liderados por Magdalena Walz, Professora de Ciências da Vida, Peter Jonas, do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA), concentram-se precisamente nesta área do cérebro. O seu último estudo, publicado na revista Nature Communications, revela como a rede neuronal central do hipocampo se desenvolve após o nascimento.
Imagine uma folha de papel em branco à sua frente. Não há nada nela, por isso começa-se a escrever, acrescentando cada vez mais informação. Este é o princípio da tabula rasa - a "folha em branco".
A história é diferente quando a folha já contém marcas: é necessário acrescentar novas informações ou substituir o que já lá está. Isto descreve a tabula plena - a "folha cheia".
No centro deste conceito filosófico está uma questão fundamental: Está tudo pré-definido desde o início ou são as experiências que moldam aquilo em que nos tornamos?
A biologia também reflecte esta controvérsia - entre os genes que fornecem o modelo básico e os factores ambientais que esculpem o organismo final.
Os neurocientistas do grupo Jonas do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA) abordaram precisamente esta questão no contexto do hipocampo - a região do cérebro que forma as memórias e orienta a navegação espacial. Mais concretamente, perguntaram: Como é que a rede do hipocampo evolui após o nascimento? Está ligada à tabula rasa ou à tabula plena?
Colagem de neurónios piramidais CA3. Os neurónios preenchidos com biocitina - um marcador que os identifica durante o registo - são fixados e corados para permitir a reconstrução completa das suas formas.
© Jose Guzman
Primeiro mais, depois menos
O estudo centrou-se numa rede central do hipocampo constituída por neurónios piramidais CA3 interligados. Estas células armazenam e recordam memórias através de um processo conhecido como plasticidade - a capacidade de os neurónios mudarem constantemente, por exemplo, reforçando ou enfraquecendo as suas ligações ou remodelando a sua estrutura.
Para o seu projeto, Victor Vargas-Barroso, aluno da ISTA, examinou cérebros de ratos em três fases de desenvolvimento: no início do pós-nascimento (7-8 dias), na adolescência (18-25 dias) e na idade adulta (45-50 dias).
Para analisar as redes, aplicou a técnica de patch-clamp. Esta técnica permite aos investigadores medir sinais eléctricos minúsculos em partes específicas dos neurónios - como nas suas extremidades emissoras de sinais (terminais pré-sinápticos) ou nos locais de ramificação que recebem sinais (dendritos). Além disso, foram utilizadas técnicas avançadas de microscopia e laser para observar processos no interior das células e ativar ligações individuais com elevada precisão.
Os resultados: No início, a rede CA3 é muito densa e as ligações parecem aleatórias. No entanto, à medida que os animais amadurecem, a configuração muda - a rede torna-se mais esparsa, mas mais estruturada e refinada.
"Esta descoberta foi bastante surpreendente", diz Jonas. "Intuitivamente, poder-se-ia esperar que uma rede crescesse e se tornasse mais densa ao longo do tempo. Aqui, vemos o contrário. Segue aquilo a que chamamos um modelo de poda: começa cheia e depois torna-se simplificada e optimizada."
Uma rede eficiente graças à tabula plena?
A razão pela qual isto acontece continua a ser uma questão de especulação. Jonas suspeita que uma rede inicialmente alargada permite que os neurónios se liguem rápida e eficientemente - uma vantagem crucial no hipocampo. Esta região não armazena apenas informação visual, olfactiva ou sonora - liga todas estas informações.
"Trata-se de uma tarefa complexa para os neurónios", explica Jonas. "Uma conetividade inicialmente exuberante, seguida de uma poda selectiva, pode ser exatamente o que permite esta integração."
Se, por outro lado, a rede começasse como uma verdadeira tabula rasa - sem ligações pré-existentes - os neurónios estariam demasiado afastados e teriam de se "encontrar" primeiro uns aos outros, tornando a comunicação eficiente quase impossível.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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