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Como as memórias são formadas no cérebro – um novo papel para a bússola interna

Memória e a bússola interna do cérebro.

Desde a sua descoberta na década de 1990, as células de direção da cabeça no cérebro têm sido chamadas de “bússola interna”. Essas células são ativadas quando a cabeça de um animal ou humano aponta em uma determinada direção e são consideradas importantes para orientação espacial e navegação. Agora, uma equipe de neurocientistas da Universidade de Tübingen descobriu que as células direcionadas à cabeça em camundongos fazem mais do que isso. Eles podem estar envolvidos na transmissão de informações sensoriais e emocionais que são usadas para formar memórias de experiências, chamadas de “memória episódica”. A equipe de pesquisa, liderada pela professora Andrea Burgalossi do Instituto de Neurobiologia e do Centro Werner Reichardt de Neurociência Integrativa (CIN), publicou seu estudo na revista Neurociência da Natureza.

No mundo externo da experiência humana, os sentidos juntos contribuem para a formação de memórias. O estímulo visual de uma paisagem pitoresca, o eco de uma risada, o calor de um abraço – todas essas impressões sensoriais estão reunidas em uma região do cérebro, o hipocampo. Este processamento é crucial para transformar percepções sensoriais fugazes em memórias duradouras. “O hipocampo é uma espécie de curador neural que integra as informações”, diz Burgalossi. “Durante uma experiência, é criado no hipocampo um traço de memória para aquele episódio de nossas vidas.”

Para compreender mais precisamente por onde a informação sensorial entra no hipocampo, a equipa de investigação concentrou-se numa das suas principais estruturas de entrada no cérebro, o tálamo anterior. “Há décadas que sabemos que esta área é crucial para a memória episódica. Pacientes com lesões nesta região do cérebro sofrem de perda de memória”, diz a Dra. Patricia Preston-Ferrer, uma das principais autoras do estudo. Quando os cientistas registraram pela primeira vez a atividade das células nervosas no tálamo anterior de roedores na década de 1990, eles descobriram as células direcionadas à cabeça localizadas ali.

“Anteriormente, presumia-se que estes apenas codificavam a direção do animal no seu ambiente”, diz Preston-Ferrer. “Mas agora as nossas últimas experiências mostram que esta ideia fornece uma imagem incompleta.”

Quando a equipe de pesquisa de Tübingen registrou a atividade elétrica no cérebro do camundongo, eles descobriram que as células do tálamo voltadas para a cabeça se tornavam ativas quando expunham o camundongo a estímulos sensoriais. “No caso de um som ser reproduzido, bem como no caso de um bigode tátil no focinho do rato ser tocado, apenas as células de direção da cabeça foram ativadas de forma específica e confiável e com um atraso notavelmente curto”, diz o pesquisador do CIN e coautor do estudo Giuseppe Balsamo. “Ficamos surpresos, pois durante décadas se supôs que esses neurônios não respondiam aos estímulos sensoriais”.

Os experimentos revelaram que no tálamo anterior, apenas as células da direção da cabeça respondiam aos estímulos sensoriais. “Isso nos diz que as células de direção da cabeça devem ter uma função especial”, diz o pesquisador do CIN e coautor do estudo, Dr. Eduardo Blanco-Hernandez. “Sua função deve ir além de servir como uma bússola interna”. As células de direção da cabeça também responderam com maior atividade a estados de excitação, incluindo contatos sociais, como encontrar outro camundongo. “Sabe-se que a atenção e as emoções têm grande influência na formação das memórias e na sua qualidade. Nessas situações, lembramos com muito mais nitidez do que em um estado passivo e não envolvido”, diz Blanco-Hernandez.

Em suma, os novos resultados indicam que as células de direção da cabeça no tálamo podem constituir uma porta de entrada chave para informações sensoriais, de atenção e de excitação que entram no sistema de memória episódica. “Para entender como se forma um traço de memória, precisamos conhecer as vias e as células nervosas envolvidas que transmitem informações básicas ao hipocampo”, diz Burgalossi. “Com base no nosso trabalho, acreditamos que a bússola interna representa um nó chave neste processo.” Se este nó poderia ser influenciado, por exemplo para fins terapêuticos, a fim de melhor formar e recuperar memórias, exigirá mais pesquisas.

Eduardo Blanco-Hernández, Giuseppe Balsamo, Patricia Preston-Ferrer e Andrea Burgalossi: Modulação sensorial e comportamental de células talâmicas de direção da cabeça. Neurociência da Natureza https://doi.org/10.1038/s41593'023 -01506-1

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