Como as memórias se formam e desaparecem

Para entender como as memórias se formam, precisamos percorrer alguns caminhos para formar uma linha de raciocínio. Por que você se lembra do nome do seu melhor amigo de infância que não via há anos e ainda assim esquece facilmente o nome de uma pessoa que acabou de conhecer há pouco? Em outras palavras, por que algumas memórias são estáveis ​​ao longo de décadas, enquanto outras desaparecem em questão de minutos?

Usando modelos de ratos, os pesquisadores da Caltech determinaram agora que memórias fortes e estáveis ​​são codificadas por “times” de neurônios que disparam em sincronia, fornecendo redundância que permite que essas memórias persistam ao longo do tempo. A pesquisa tem implicações para a compreensão de como a memória pode ser afetada após danos cerebrais, como derrames ou doença de Alzheimer.

O trabalho foi realizado no laboratório de Carlos Lois, professor de biologia, e é descrito em um artigo publicado em 23 de agosto da revista Science. Lois também é membro do corpo docente do Tianqiao e do Instituto Chrissy Chen de Neurociência da Caltech.

Liderada pelo pesquisador de pós-doutorado Walter Gonzalez, a equipe desenvolveu um teste para examinar como as memórias se formam, a atividade neural de ratos à medida que aprendem e se lembram de um novo local. No teste, um rato foi colocado em um recinto reto, com cerca de um metro e meio de comprimento, com paredes brancas. Símbolos únicos marcavam locais diferentes ao longo das paredes – por exemplo, um sinal de mais em negrito próximo à extremidade mais à direita e uma barra angular perto do centro.

Água açucarada (um tratamento para ratos) foi colocada em cada extremidade da pista. Enquanto o mouse explorava, os pesquisadores mediram a atividade de neurônios específicos no hipocampo do rato (a região do cérebro onde novas memórias são formadas) que são conhecidas por codificar lugares.

Quando um animal foi inicialmente colocado na pista, ele não sabia o que fazer e vagou para a esquerda e para a direita até encontrar a água açucarada. Nesses casos, neurônios únicos eram ativados quando o mouse percebia um símbolo na parede. Mas, após várias experiências com a pista, o mouse se familiarizou com ela e lembrou os locais do açúcar. À medida que o rato se tornou mais familiar, mais e mais neurônios foram ativados em sincronia ao ver cada símbolo na parede. Essencialmente, o rato estava reconhecendo onde estava com relação a cada símbolo único.

Para estudar como as memórias se formam e desaparecem com o tempo, os pesquisadores retiveram os ratos da pista por até 20 dias. Ao retornar à pista após esse intervalo, os ratos que formaram fortes memórias codificadas por um número maior de neurônios se lembraram da tarefa rapidamente.

Embora alguns neurônios mostrassem atividade diferente, a memória da trilha do mouse era claramente identificável ao analisar a atividade de grandes grupos de neurônios. Em outras palavras, o uso de grupos de neurônios permite que o cérebro tenha redundância e ainda recupera memórias, mesmo que alguns dos neurônios originais fiquem em silêncio ou danificados.

Gonzalez explica: “Imagine que você tem uma história longa e complicada para contar. Para preservar a história, você pode contar a cinco de seus amigos e, ocasionalmente, se reunir com todos eles para contar a história de novo e se ajudarem. preencha todas as lacunas que um indivíduo havia esquecido.Além disso, sempre que recontar a história, você poderá trazer novos amigos para aprender e, portanto, ajudar a preservá-la e fortalecer a memória. De maneira análoga, seus próprios neurônios se ajudarão para codificar memórias que persistirão com o tempo”.

A memória é tão fundamental para o comportamento humano que qualquer comprometimento da memória pode afetar gravemente nossa vida diária. A perda de memória que ocorre como parte do envelhecimento normal pode ser uma desvantagem significativa para os idosos. Além disso, a perda de memória causada por várias doenças, principalmente a doença de Alzheimer, tem consequências devastadoras que podem interferir nas rotinas mais básicas, incluindo o reconhecimento de parentes ou a lembrança do caminho de volta para casa.

Este trabalho sugere que as memórias podem desaparecer mais rapidamente à medida que envelhecemos porque uma memória é codificada por menos neurônios e, se algum desses neurônios falhar, a memória será perdida. O estudo sugere que, um dia, projetar tratamentos que poderiam impulsionar o recrutamento de um número maior de neurônios para codificar uma memória poderia ajudar a impedir a perda de memória.

“Durante anos, as pessoas sabem que quanto mais você pratica uma ação, maior a chance de você se lembrar mais tarde”, diz Lois. “Agora pensamos que isso é provável, porque quanto mais você pratica uma ação, maior o número de neurônios que a codificam. As teorias convencionais sobre armazenamento de memória postulam que tornar uma memória mais estável requer o fortalecimento das conexões com um neurônio individual. Nossos resultados sugerem que aumentar o número de neurônios que codificam a mesma memória permite que a memória persista por mais tempo”.

O artigo é intitulado “Persistência de representações neuronais através do tempo e danos no hipocampo”. Além de Gonzalez e Lois, os co-autores são os graduandos Hanwen Zhang e a ex-técnica de laboratório Anna Harutyunyan. O financiamento foi fornecido pela American Heart Association, pela Della Martin Foundation, pelo Burroughs Wellcome Fund e por uma bolsa BRAIN Initiative do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame.

Fonte da história: Materiais fornecidos pelo California Institute of Technology. Original escrito por Lori Dajose. Instituto de Tecnologia da Califórnia. “Como as memórias se formam e desaparecem: memórias fortes são codificadas por equipes de neurônios trabalhando juntos em sincronia”. ScienceDaily. ScienceDaily, 23 de agosto de 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190823140729.htm