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Publicado em: 29/9/2020

Como nosso cérebro armazena as memórias?

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O modo preciso como nosso cérebro armazena informações é uma das maiores incógnitas da ciência.


É particularmente difícil de entender como o cérebro as mantém a longo prazo, já que tudo indica que as memórias são para sempre, ou seja, você nunca esquece totalmente.


Em busca de respostas - ou, pelo menos, de caminhos para encontrá-las - pesquisadores fizeram agora uma descoberta importante na compreensão dos mecanismos subjacentes ao aprendizado e à formação da memória.


"Estamos muito animados porque esta é a primeira vez que as regras da plasticidade sináptica, um processo diretamente relacionado à formação da memória no cérebro, foram descobertas de uma forma que nos permite entender melhor a plasticidade e, finalmente, como as memórias são formadas quando os neurônios do neocórtex cerebral recebem fluxos únicos e/ou múltiplos de informações sensoriais," disse o professor Roberto Araya, da Universidade de Montreal (Canadá).


A equipe estudou especificamente a função e a transformação morfológica das espinhas dendríticas, minúsculas protuberâncias localizadas nas ramificações dos neurônios, transformação esta que ocorre durante a plasticidade sináptica, considerada o mecanismo subjacente para o aprendizado e a memória.


Árvore neuronal


O cérebro é composto de bilhões de células nervosas excitáveis, mais conhecidas como neurônios.


"Imagine uma árvore," detalha o professor Araya. "As raízes são representadas pelo axônio, o tronco central do corpo celular, os ramos periféricos pelos dendritos e, finalmente, as folhas pelos espinhos dendríticos. Essas milhares de pequenas folhas agem como uma porta de entrada para receber informações excitatórias de outras células. Elas decidirão se essa informação é significativa o suficiente para ser amplificada e distribuída para outros neurônios."


Assim, as espinhas dendríticas servem como uma zona de contato, ou uma interface entre os neurônios, recebendo entradas (informações) de intensidade variável. Se uma entrada é persistente, um mecanismo pelo qual os neurônios amplificam o "volume" é acionado, para que eles possam "ouvir" melhor aquela informação específica.


Por outro lado, informações de um "volume" baixo serão ainda mais atenuadas, de modo que passem despercebidas. Este fenômeno corresponde à plasticidade sináptica, que envolve o reforço ou amortecimento da força de entrada sináptica.


"Esta é a lei fundamental da plasticidade dependente do tempo, ou plasticidade dependente do tempo de disparo (STDP), que ajusta a força das conexões entre os neurônios no cérebro e que se acredita contribuir para o aprendizado e a memória," acrescentou a pesquisadora Sabrina Tazerart.


Embora a literatura científica descreva esse fenômeno e como os neurônios se conectam, a organização estrutural precisa das espinhas dendríticas e as regras que controlam a indução da plasticidade sináptica permanecem desconhecidas.


Leis das conexões


O que a equipe descobriu é um vislumbre importante sobre os mecanismos subjacentes à plasticidade sináptica dependente do tempo.


Usando uma técnica avançada de observação, conhecida como microscopia de dois fótons, que imita os contatos sinápticos entre dois neurônios, os pesquisadores descobriram uma lei importante relacionada ao arranjo das informações recebidas pelas espinhas dendríticas.


Dependendo do número de entradas recebidas (sinapses) e sua proximidade, as informações serão levadas em consideração e armazenadas de forma diferente.


"Nós descobrimos que, se mais de uma entrada ocorrer dentro de um pequeno pedaço de galho da árvore, a célula sempre considerará essa informação importante e aumentará seu volume," descreveu a pesquisadora Diana Mitchell.


"Esta é uma grande descoberta," ressaltou o professor Araya. "Isso quebra a lógica de construção da memória. Agora, ao compreendermos os mecanismos subjacentes à dinâmica das espinhas dendríticas e como elas afetam o sistema nervoso, seremos capazes de desenvolver novas abordagens terapêuticas melhor adaptadas [às necessidades dos pacientes]."


Fonte: Diário da Saúde


Checagem com artigo científico:

Artigo: A spike-timing-dependent plasticity rule for dendritic spines
Autores: Sabrina Tazerart, Diana E. Mitchell, Soledad Miranda-Rottmann, Roberto Araya
Publicação: Nature Communications
Vol.: 11, Article number: 4276
DOI: 10.1038/s41467-020-17861-7




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