Usando modelos de mouse, os pesquisadores da Caltech determinaram agora que memórias fortes e esta¡veis ​​são codificadas por "equipes" de neura´nios que disparam em sincronia, fornecendo redunda¢ncia 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 édescrito em um artigo publicado em 23 de agosto da revista Science . Lois também émembro do corpo docente do Tianqiao e do Instituto Chrissy Chen de Neurociaªncia da Caltech .

Liderada pelo pesquisador de pa³s-doutorado Walter Gonzalez, a equipe desenvolveu um teste para examinar a atividade neural de ratos a  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. Sa­mbolos aºnicos marcavam locais diferentes ao longo das paredes - por exemplo, um sinal de mais em negrito pra³ximo a  extremidade mais a  direita e uma barra angular perto do centro. agua aa§ucarada (um tratamento para ratos) foi colocada em cada extremidade da pista. Enquanto o mouse explorava, os pesquisadores mediram a atividade de neura´nios específicos no hipocampo do rato (a regia£o 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 atéencontrar a águaaa§ucarada. Nesses casos, neura´nios aºnicos eram ativados quando o mouse percebia um sa­mbolo na parede. Mas, após várias experiências com a pista, o mouse se familiarizou com ela e lembrou os locais do açúcar. Amedida que o mouse se tornou mais familiar, mais e mais neura´nios foram ativados em sincronia ao ver cada sa­mbolo na parede. Essencialmente, o mouse estava reconhecendo onde estava com relação a cada sa­mbolo aºnico.

Para estudar como as memórias desaparecem com o tempo, os pesquisadores retiveram os ratos da pista por até20 dias. Ao retornar a  pista após esse intervalo, os ratos que formaram fortes memórias codificadas por um número maior de neura´nios se lembraram da tarefa rapidamente. Embora alguns neura´nios mostrassem atividade diferente, a memória da trilha do mouse era claramente identifica¡vel ao analisar a atividade de grandes grupos de neura´nios. Em outras palavras, o uso de grupos de neura´nios permite que o cérebro tenha redunda¢ncia e ainda recupera memórias, mesmo que alguns dos neura´nios originais fiquem em silaªncio ou danificados.

Gonzalez explica: "Imagine que vocêtem uma história longa e complicada para contar. Para preservar a história, vocêpode 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 indiva­duo havia esquecido.Além disso, sempre que recontar a história, vocêpodera¡ trazer novos amigos para aprender e, portanto, ajudar a preserva¡-la e fortalecer a memória.De maneira ana¡loga, seus pra³prios neura´nios se ajudara£o para codificar memórias que persistira£o com o tempo ".

A memória étão fundamental para o comportamento humano que qualquer comprometimento da memória pode afetar gravemente nossa vida dia¡ria. 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 doena§as, principalmente a doença de Alzheimer, tem consequaªncias devastadoras que podem interferir nas rotinas mais ba¡sicas, incluindo o reconhecimento de parentes ou a lembrana§a do caminho de volta para casa. Este trabalho sugere que as memórias podem desaparecer mais rapidamente a  medida que envelhecemos porque uma memória écodificada por menos neura´nios e, se algum desses neura´nios falhar, a memória seráperdida. O estudo sugere que, um dia, projetar tratamentos que poderiam impulsionar o recrutamento de um número maior de neura´nios para codificar uma memória poderia ajudar a impedir a perda de memória.

"Durante anos, as pessoas sabem que quanto mais vocêpratica uma ação, maior a chance de vocêse lembrar mais tarde", diz Lois. "Agora pensamos que isso éprova¡vel, porque quanto mais vocêpratica uma ação, maior o número de neura´nios que a codificam. As teorias convencionais sobre armazenamento de memória postulam que tornar uma memória mais esta¡vel requer o fortalecimento das conexões com um neura´nio individual. Nossos resultados sugerem que aumentar o número de neura´nios que codificam a mesma memória permite que a memória persista por mais tempo ".

O artigo éintitulado "Persistaªncia de representações neuronais atravanãs 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 Distaºrbios Neurola³gicos e Derrame.