O hipocampo desempenha um papel central na forma como formamos memórias e navegamos no espaço. Ajuda a converter experiências de curto prazo em memória de longo prazo, permitindo-nos armazenar e consolidar o que aprendemos. Cientistas liderados por Peter Jonas, professor de ciências da vida no Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA), estão estudando de perto esta região do cérebro. Sua nova pesquisa é publicada em comunicações da naturezaexplora como uma das principais redes neurais do hipocampo se desenvolve após o nascimento.
Imagine um pedaço de papel completamente em branco. Você começa a escrever nele, gradualmente preenchendo-o com mensagens. Essa ideia reflete o conceito de tabula rasa, a “tábua em branco”.
Agora imagine uma página que já possui marcação. Qualquer nova informação deve adaptar-se ou substituir a informação existente. Isso significa “quadro em branco” ou “quadro completo”.
Este debate de longa data diz respeito a se tudo nas nossas vidas está pré-ordenado ou se as nossas experiências moldam quem nos tornamos. Na biologia, este problema manifesta-se como o equilíbrio entre as instruções genéticas e as influências ambientais que moldam o desenvolvimento.
A equipa de investigação do ISTA aplicou esta ideia ao hipocampo, responsável pela memória e consciência espacial. Eles querem entender como sua rede interna muda após o nascimento e se ela se comporta mais como uma lousa em branco ou como um pedaço de papel completo.
Estudando as redes de memória do cérebro
Os cientistas se concentraram em um circuito chave do hipocampo composto por neurônios piramidais CA3. Essas células são essenciais para armazenar e recuperar memórias. Eles dependem da plasticidade, a capacidade do cérebro de se adaptar, fortalecendo ou enfraquecendo conexões ou alterando a estrutura.
O ex-aluno do ISTA, Victor Vargas-Barroso, estudou três estágios do desenvolvimento do cérebro de camundongos: início da vida pós-natal (dias 7 a 8), adolescência (dias 18 a 25) e idade adulta (dias 45 a 50).
Para estudar a função dessas redes, ele usou a tecnologia patch-clamp, que mede minúsculos sinais elétricos em partes específicas dos neurônios, incluindo terminais pré-sinápticos e dendritos. A equipe também usou métodos avançados de imagem e baseados em laser para observar a atividade dentro das células e ativar com precisão conexões neurais individuais.
Da aleatoriedade densa à eficiência fina
As descobertas revelaram um padrão surpreendente. No início do desenvolvimento, a rede CA3 é extremamente densa e as conexões são essencialmente aleatórias. À medida que o cérebro amadurece, esta rede torna-se menos lotada e mais organizada e eficiente.
“Esta descoberta é muito surpreendente”, disse Jonas. “Intuitivamente, pode-se esperar que uma rede cresça e se torne mais densa com o tempo. Aqui, vemos o oposto. Segue o que chamamos de modelo de poda: primeiro completo, depois tornando-se mais enxuto e otimizado.”
Por que o cérebro começa a encher?
Os pesquisadores ainda estão explorando por que esse padrão ocorre. Jonas sugeriu que começar com uma rede altamente conectada poderia permitir que os neurônios se conectassem rapidamente, o que é especialmente importante no hipocampo. Esta área deve combinar diferentes tipos de mensagens, incluindo imagens, sons e cheiros, em memórias coesas.
“Esta é uma tarefa complexa para os neurônios”, explica Jonas. “A conectividade exuberante inicial, seguida de poda seletiva, pode ser o que permite essa integração”.
Se o cérebro começa literalmente como uma lousa em branco, sem conexões integradas, os neurônios primeiro precisam se localizar e se conectar uns aos outros. Este processo pode retardar a comunicação e torná-la menos eficiente, dificultando a formação eficaz de memórias.
No geral, as descobertas sugerem que o cérebro não começa com uma folha em branco, mas com uma rica rede de conexões que se torna mais precisa ao longo do tempo, eliminando conexões desnecessárias.
