2014-06-06

Subject: Flashes de luz revelam como se formam as memórias

 

Flashes de luz revelam como se formam as memórias

 

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@ Nature/Sadegh Nabavi e Sina Alizadeh

Os neurocientistas podem ter um suspiro colectivo de alívio: experiências confirmaram uma teoria há muito proposta sobre a forma como as memórias se formam e são armazenadas no cérebro.

Os investigadores criaram e apagaram associações assustadoras em cérebros de ratos usando luz, o que forneceu a demonstração mais directa até agora de que o fortalecimento e enfraquecimento de ligações entre neurónios é a base da memória.

“Estas são as melhores evidências disponíveis até agora, ponto”, diz Eric Kandel, neurocientista na Universidade de Colúmbia em Nova Iorque. Kandel, que partilhou o prémio Nobel de 2000 de Medicina pelo seu trabalho a desvendar a base molecular da memória, que não esteve envolvido no estudo agora publicado online na revista Nature.

Nas décadas de 1960 e 1970, investigadores noruegueses aperceberam-se de uma propriedade peculiar das células cerebrais. A aplicação repetida de electricidade a um neurónio no hipocampo parecia estimular a capacidade da célula de comunicar com neurónios vizinhos. Esta comunicação ocorrem através de sinapses, que os neurónios podem formar com milhares de outras células nervosas.

O processo foi apelidado potenciação a longo prazo (PLP) e os neurocientistas suspeitaram que seria a base física da memória. O hipocampo, aperceberam-se eles, era importante para a formação de memórias de longo prazo e a natureza de longa duração da PLP indiciava que a informação podia ser armazenada num circuito neural para recordação posterior.

Os neurocientistas passaram as últimas quatro décadas a sondar a PLP e o seu papel na memória. Eles descobriram que as sinapses são fortalecidas, por exemplo, quando os roedores se espalham num novo alojamento e que o bloqueio da PLP com medicamentos ou mutações em genes chave pode impedir a formação de memórias em ratos.

Mas nenhuma destas experiências mostrou definitivamente que a PLP era a base da memória, diz Robert Malenka, neurobiólogo na Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford na Califórnia, que não esteve envolvido neste último trabalho. “A prova de causalidade, que a PLP é realmente usada para a codificação de uma memória de uma forma absolutamente necessária, tem sido extremamente difícil, se não impossível."

Uma equipa liderada por Roberto Malinow, neurocientista na Universidade da Califórnia, San Diego, virou-se, por isso, para uma técnica que usa a luz para activar os neurónios. Os investigadores inseriram um gene que produz uma proteína sensível à luz num vírus e injectaram-no em neurónios dos ratos que queriam estudar. Uma vez o gene traduzido em proteína, os investigadores foram capazes de a activar com um flash de luz azul, emitida por uma fibra óptica implantada no cérebro do rato.

Nas clássicas experiências de condicionamento, os investigadores tocam um som para um animal e seguem-no, rapidamente, com um choque eléctrico. O rato rapidamente aprende a associar o som ao choque e fica paralisado quando ouve o som, antecipando o choque.

A equipa de Malinow descobriu que podia criar o mesmo tipo de memória assustadora usando a optogenética, aplicando luz a neurónios que estão ligados à região cerebral envolvida no processamento do som e à região cerebral que lida com o medo, e depois aplicando os choques aos ratos. "Conseguimos formar uma memória de algo que o animal nunca experimentou", diz Malinow.

As sinapses dos neurónios mostraram alterações moleculares típicas da PLP mas para provar que a PLP esta envolvida na verdadeira formação da memória, os investigadores decidiram apagar a associação e seguidamente traze-la de volta ao voltar a fortalecer a ligação usando a PLP. Isto também foi conseguido com luz, que activou os neurónios que armazenavam a memória.

Os ratos que foram expostos a uma sequência de impulsos de luz (que antes se tinha determinado diminuírem a PLP através de um mecanismo chamado depressão de longo prazo ou DLP) já não se assustavam depois de um som estimular o seu cérebro. O medo podia ser reimplantado no seu cérebro aplicando impulsos de luz que se sabe criarem PLP, seguidamente apagados e trazidos de volta. “Estamos a jogar com a memória como um io-io", diz Malinow.

Kandel considera o trabalho “um avanço significativo”: “Mostra mais directamente que as evidências indirectas que antes existiam de que a PLP tem um papel no armazenamento da memória e pode ser eliminada pela DLP", diz ele.

Mark Mayford, neurocientista do Instituto de Investigação Scripps de La Jolla, Califórnia, diz que o papel da DLP na memória tem sido tomada como certa para os que não trabalham com ela de perto mas os especialistas em memória têm sido bem mais cépticos. As últimas experiências, diz ele, são “algo que o campo precisava”. Mas alerta para o facto de provavelmente haver outros mecanismos moleculares envolvidos na memória que são mais complexos, por exemplo, a recordação da disposição do seu posto de trabalho ou ambiente local, pois são representados em áreas cerebrais diferentes das que processam o medo.

Pelo seu lado, Malinow está feliz por as experiências terem funcionado: “É um alívio e também podemos celebrar um pouco."

 

 

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