O hipocampo é uma região importante no cérebro de vertebrados conhecida por desempenhar um papel fundamental tanto na navegação quanto na codificação de memórias e aprendizado. Embora muitos estudos de neurociência tenham investigado a função e a organização dessa região do cérebro, ainda há muito a ser descoberto.

Pesquisas anteriores identificaram consistentemente uma população de células no hipocampo, conhecidas como células do tempo, que formam sequências temporais críticas tanto para a navegação em diferentes ambientes quanto para a memória episódica (ou seja, a capacidade de recordar eventos do passado). A capacidade dessas células de produzir sequências temporais está agora amplamente documentada, mas ainda não está claro se elas representam experiências dependentes do contexto ou do tempo per se.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade Hebraica de Jerusalém e do Instituto de Ciências Weizmann descobriu recentemente que populações distintas de células do hipocampo codificam o tempo de maneira diferente para si e para outras pessoas no ambiente circundante. Suas descobertas, publicadas na Nature Neuroscience , delineiam dois tipos de células de tempo do hipocampo, que eles apelidaram de células de tempo “contextuais” e “puras”. Ambos podem representar tempo para si, bem como para os outros em contextos sociais .

“Este artigo foi inspirado em nosso trabalho anterior de 2018 , onde descobrimos as células sociais – neurônios que representam a posição de outras pessoas no hipocampo do morcego”, disse David Omer, um dos pesquisadores que realizou o estudo, ao Medical Xpress.

"Como qualquer comportamento social requer coordenação entre pelo menos dois indivíduos, tanto no espaço quanto no tempo, e como já sabíamos de estudos anteriores, existem células do tempo no hipocampo (ou seja, células que estão sintonizadas em um determinado momento do tempo, relativo a um auto-evento) procurando por representações de tempo para outros no hipocampo parecia razoável."

Omer e seus colegas Liora Las e Nachum Ulanovsky realizaram seus experimentos em morcegos frugívoros egípcios, uma espécie de megabat tipicamente encontrada na África, Oriente Médio, Mediterrâneo e Índia. O morcego egípcio é um animal altamente social, conhecido por navegar muito bem nos ambientes.

Para estudar os papéis de diferentes células do tempo, os pesquisadores projetaram uma nova tarefa de aprendizado observacional na qual eles poderiam testar os morcegos. Nessa tarefa, um morcego observador observava o voo de outro morcego (apelidado de demonstrador), lembrando-se de seu alvo de voo. Depois que o morcego demonstrador voltou ao seu ponto de partida, o morcego observador foi ensinado a imitar seu par e voar para o mesmo local de destino para receber uma recompensa.

“Durante os experimentos, usamos dispositivos sem fio miniaturizados para registrar a atividade neural do hipocampo do morcego observador”, explicou Omer. "Para registrar as células do tempo, observamos a atividade neuronal no hipocampo em relação ao momento de aterrissagem do morcego registrado pelo observador (células do tempo clássicas) ou ao momento de aterrissagem do outro morcego ('células sociais do tempo'). "

Usando dispositivos sem fio , a equipe registrou a atividade das células do tempo conforme os morcegos pousavam em diferentes locais dentro do mesmo ambiente, o que nunca havia sido feito antes. Em última análise, isso permitiu que a equipe descobrisse dois novos tipos de codificação de tempo do hipocampo, apelidados de codificação de tempo "contextual" e "pura".

"Também encontramos 'células de tempo sociais', células de tempo que codificam sequências temporais alinhadas ao pouso do outro", disse Omer. “Juntamente com as células de lugar social, essas células podem apoiar a coordenação no espaço e no tempo entre o eu e os outros em comportamentos sociais”.

As descobertas reunidas por esta equipe de pesquisadores sugerem que existem dois tipos diferentes de células de tempo, cada uma usando códigos de tempo distintos. Células de tempo "contextuais" podem representar tanto o espaço quanto o tempo dentro do mesmo ambiente e podem suportar a memória episódica. As células de tempo "puras", por outro lado, codificam apenas o tempo decorrido. Finalmente, o experimento dos pesquisadores também levou à observação de células de tempo "sociais" , uma população de células no cérebro de mamíferos que cria representações de tempo para colegas e outras pessoas ao redor de um animal.

Coletivamente, essas descobertas lançam uma nova luz sobre a complexa organização do hipocampo. No futuro, eles podem abrir caminho para novas descobertas importantes sobre como o cérebro humano codifica episódios específicos do passado, percebe o tempo de intervalo e suporta a coordenação entre si e os outros ao longo do tempo.

“Nossas descobertas contribuem para uma evidência acumulada recentemente crescente de que o sistema hipocampal pode codificar outras dimensões além do espaço”, acrescentou Omer. "Esta evidência não se reflete bem nos modelos computacionais atuais dos circuitos do hipocampo, e isso deve ser abordado em estudos futuros. Agora pretendo estudar como o hipocampo integra a codificação do espaço com outros códigos - sendo a codificação social um deles."