Os neurocientistas determinaram que algumas experiências diárias são transformadas em memórias permanentes durante o sono através de um processo facilitado pelo cérebro. Um estudo recente liderado pela NYU Grossman School of Medicine identificou “ondulações agudas” no hipocampo como o mecanismo chave que seleciona quais memórias reter permanentemente. Estas ondulações ocorrem durante momentos de ócio e desempenham um papel crucial na determinação de quais experiências, seguidas de perto por múltiplas ondulações, são consolidadas em memórias duradouras durante o sono.
Uma pesquisa recente identifica “ondulações agudas” no hipocampo como um mecanismo cerebral que determina quais experiências diárias se tornam memórias permanentes, com ondulações significativas durante os momentos de ócio, levando à consolidação da memória durante o sono.
Os neurocientistas descobriram nas últimas décadas que o cérebro converte algumas das experiências diárias em memórias duradouras durante o sono naquela mesma noite. Um estudo recente introduz um mecanismo que decide quais memórias são importantes o suficiente para serem preservadas no cérebro até que o sono as solidifique permanentemente.
Liderado por pesquisadores da Escola de Medicina Grossman da NYU, o estudo gira em torno de células cerebrais chamadas neurônios que “disparam” – ou provocam oscilações no equilíbrio de suas cargas positivas e negativas – para transmitir sinais elétricos que codificam memórias. Grandes grupos de neurônios em uma região do cérebro chamada hipocampo disparam juntos em ciclos rítmicos, criando sequências de sinais com intervalos de milissegundos entre si que podem codificar informações complexas.
Chamados de “ondulações agudas”, esses “gritos” para o resto do cérebro representam o disparo quase simultâneo de 15% dos neurônios do hipocampo e são nomeados devido à forma que assumem quando sua atividade é capturada por eletrodos e registrada em um monitor. gráfico.
Embora estudos anteriores tivessem ligado as ondulações à formação da memória durante o sono, o novo estudo, publicado recentemente na revista Ciência, descobriram que os eventos diurnos seguidos imediatamente por cinco a 20 ondulações agudas são repetidos mais durante o sono e, portanto, consolidados em memórias permanentes. Eventos seguidos por muito poucas ou nenhuma ondulação acentuada não conseguiram formar memórias duradouras.
“Nosso estudo descobre que ondas onduladas acentuadas são o mecanismo fisiológico usado pelo cérebro para ‘decidir’ o que manter e o que descartar”, disse o autor sênior do estudo, György Buzsáki, MD, PhD, Professor Biggs de Neurociência no Departamento de Neurociências e Fisiologia na NYU Langone Health.
Caminhe e faça uma pausa
O novo estudo baseia-se num padrão conhecido: os mamíferos, incluindo os humanos, experienciam o mundo durante alguns momentos, depois fazem uma pausa, depois experimentam um pouco mais e depois fazem uma nova pausa. Depois de prestarmos atenção a algo, dizem os autores do estudo, a computação cerebral muitas vezes muda para um modo de reavaliação “inativo”. Essas pausas momentâneas ocorrem ao longo do dia, mas os períodos de inatividade mais longos ocorrem durante o sono.
Buzsaki e colegas já haviam estabelecido que não ocorrem ondulações acentuadas enquanto exploramos ativamente as informações sensoriais ou nos movemos, mas apenas durante as pausas ociosas antes ou depois. O presente estudo descobriu que ondulações acentuadas representam o mecanismo natural de marcação durante essas pausas após as experiências de vigília, com os padrões neuronais marcados reativados durante o sono pós-tarefa.
É importante ressaltar que as ondulações agudas são conhecidas por serem constituídas pelo disparo das “células locais” do hipocampo em uma ordem específica que codifica cada sala em que entramos e cada braço de um labirinto onde um rato entra. Para memórias que são lembradas, essas mesmas células disparam em alta velocidade, enquanto dormimos, “reproduzindo o evento gravado milhares de vezes por noite”. O processo fortalece as conexões entre as células envolvidas.
Para o estudo atual, sucessivas corridas de labirinto feitas por ratos do estudo foram rastreadas através de eletrodos por populações de células do hipocampo que mudaram constantemente ao longo do tempo, apesar de registrarem experiências muito semelhantes. Isso revelou pela primeira vez as corridas do labirinto durante as quais ocorriam ondulações durante as pausas da vigília e depois se repetiam durante o sono.
Ondulações acentuadas eram normalmente registradas quando um rato fazia uma pausa para desfrutar de uma guloseima açucarada após cada corrida no labirinto. O consumo da recompensa, dizem os autores, preparou o cérebro para mudar de um padrão exploratório para um padrão ocioso, de modo que pudessem ocorrer ondulações acentuadas.
Usando sondas de silício de dupla face, a equipe de pesquisa conseguiu registrar até 500 neurônios simultaneamente no hipocampo de animais durante corridas no labirinto. Isto, por sua vez, criou um desafio porque os dados se tornam extremamente complexos quanto mais neurônios são registrados de forma independente. Para obter uma compreensão intuitiva dos dados, visualizar a atividade neuronal e formar hipóteses, a equipe reduziu com sucesso o número de dimensões nos dados, de algumas maneiras, como converter uma imagem tridimensional em uma imagem plana, e sem perder a integridade dos dados. .
“Trabalhamos para tirar o mundo externo da equação e analisamos os mecanismos pelos quais o cérebro dos mamíferos inata e subconscientemente marca algumas memórias para se tornarem permanentes”, disse o primeiro autor Wannan (Winnie) Yang, PhD, estudante de pós-graduação no Buzsáki’s laboratório. “A razão pela qual tal sistema evoluiu ainda é um mistério, mas pesquisas futuras podem revelar dispositivos ou terapias que podem ajustar ondulações acentuadas das ondas para melhorar a memória ou até mesmo diminuir a recordação de eventos traumáticos.”
Referência: “Seleção de experiência para memória por ondulações de ondas agudas do hipocampo” por Wannan Yang, Chen Sun, Roman Huszár, Thomas Hainmueller, Kirill Kiselev e György Buzsáki, 28 de março de 2024, Ciência.
DOI: 10.1126/science.adk8261
