O cérebro contém milhares e milhares de interconexões entre seus neurônios, separados por um pequeno espaço conhecido como sinapses. É aqui que a transmissão da informação passa do neurônio para o neurônio .

Já faz algum tempo que a atividade da sinapse não é estática, ou seja, nem sempre é a mesma. Pode ser aumentada ou diminuída como consequência de estímulos externos, como as coisas que vivemos. Essa qualidade de ser capaz de modular a sinapse é conhecida como plasticidade cerebral ou neuroplasticidade.

Até agora, assumiu-se que essa capacidade de modular as sinapses participa ativamente de duas atividades tão importantes para o desenvolvimento do cérebro quanto o aprendizado e a memória. Eu digo até agora, uma vez que há uma nova corrente alternativa para este esquema explicativo, segundo o qual para entender o funcionamento da memória, as sinapses não são tão importantes como normalmente se acredita.

A história das sinapses

Graças a Ramón y Cajal, sabemos que os neurônios não formam um tecido unificado, mas todos eles são separados por espaços interneuronais, locais microscópicos que mais tarde Sherrington chamaria de "sinapses". Décadas depois, o psicólogo Donald Hebb ofereceria uma teoria segundo a qual as sinapses nem sempre são iguais no tempo e podem ser moduladas, isto é, ele falou do que conhecemos como neuroplasticidade: Dois ou mais neurônios podem causar a relação entre eles para consolidar ou degradar , tornando certos canais de comunicação mais freqüentes do que outros. Como fato curioso, cinquenta anos antes de aplicar essa teoria, Ramón y Cajal deixou evidências da existência dessa modulação em seus escritos.

Hoje conhecemos dois mecanismos que são usados ​​no processo de plasticidade cerebral: a potenciação de longo prazo (LTP), que é uma intensificação da sinapse entre dois neurônios; e depressão de longo prazo (LTD), que é o oposto do primeiro, ou seja, uma redução na transmissão de informações.

Memória e neurociência, evidência empírica com controvérsia

A aprendizagem é o processo pelo qual associamos coisas e eventos na vida para adquirir novos conhecimentos. A memória é a atividade de manter e reter esse conhecimento aprendido ao longo do tempo. Ao longo da história, centenas de experimentos foram realizados em busca de como o cérebro realiza essas duas atividades.

Um clássico nesta pesquisa é o trabalho de Kandel e Siegelbaum (2013) com um pequeno invertebrado, o caracol marinho conhecido como Aplysia. Nesta investigação, eles viram que as mudanças na condutividade sináptica foram geradas como consequência de como o animal responde ao ambiente , demonstrando que a sinapse está envolvida no processo de aprendizagem e memorização. Mas um experimento mais recente com Aplysia de Chen et al. (2014) encontrou algo que conflita com as conclusões anteriormente alcançadas. O estudo revela que a memória de longo prazo persiste no animal em funções motoras depois que a sinapse foi inibida por drogas, lançando dúvidas sobre a ideia de que a sinapse participa de todo o processo de memória.

Outro caso que sustenta essa ideia decorre do experimento proposto por Johansson et al. (2014). Nesta ocasião, as células de Purkinje do cerebelo foram estudadas. Essas células têm entre suas funções controlar o ritmo dos movimentos, e sendo estimuladas diretamente e sob uma inibição das sinapses pelas drogas, contra todo o prognóstico, elas continuam a definir o ritmo. Johansson concluiu que sua memória não é influenciada por mecanismos externos, e que são as próprias células de Purkinje que controlam o mecanismo individualmente, independentemente das influências das sinapses.

Finalmente, um projeto de Ryan et al. (2015) serviu para demonstrar que a força da sinapse não é um ponto crítico na consolidação da memória. De acordo com seu trabalho, ao injetar inibidores de proteínas em animais, produz-se uma amnésia retrógrada, ou seja, eles não podem reter novos conhecimentos. Mas se nesta mesma situação, aplicarmos pequenos flashes de luz que estimulam a produção de certas proteínas (um método conhecido como optogenética), podemos reter a memória apesar do bloqueio químico induzido.

Aprendizagem e memória, mecanismos unidos ou independentes?

Para memorizar algo, primeiro precisamos aprender sobre isso . Não sei se é por causa disso, mas a literatura neurocientífica atual tende a reunir esses dois termos e os experimentos nos quais eles se baseiam geralmente têm uma conclusão ambígua, que não permite distinguir entre o processo de aprendizagem e a memória, dificultando a compreensão se eles usam mecanismo comum ou não.

Um bom exemplo é o trabalho de Martin e Morris (2002) no estudo do hipocampo como um centro de aprendizado. A base de pesquisa enfocou os receptores de N-Metil-D-Aspartato (NMDA), uma proteína que reconhece o neurotransmissor glutamato e participa do sinal LTP. Eles demonstraram que, sem uma potenciação de longa duração nas células do hipotálamo, é impossível aprender novos conhecimentos. O experimento consistiu na administração de bloqueadores do receptor NMDA em ratos, que são deixados em um tambor de água com jangada, sendo incapazes de aprender a localização da jangada repetindo o teste, ao contrário dos ratos sem inibidores.

Estudos subseqüentes revelam que, se o rato recebe treinamento antes da administração dos inibidores, o rato "compensa" a perda da LTP, ou seja, tem memória. A conclusão que queremos mostrar é que o LTP participa ativamente na aprendizagem, mas não é tão claro que o faça na recuperação de informação .

A implicação da plasticidade cerebral

Existem muitas experiências que mostram que neuroplasticidade participa ativamente na aquisição de novos conhecimentos , por exemplo, o caso acima mencionado ou na criação de ratos transgénicos nos quais o gene para a produção de glutamato é eliminado, o que dificulta seriamente a aprendizagem do animal.

Em vez disso, seu papel na memória começa a ficar mais em dúvida, como você leu com alguns exemplos citados. Começou a surgir uma teoria de que o mecanismo da memória está dentro das células e não nas sinapses. Mas como o psicólogo e neurocientista Ralph Adolph indica, neurociência vai resolver como a aprendizagem e memória funciona nos próximos cinquenta anos , isto é, só o tempo esclarece tudo.

Referências bibliográficas:

• Chen, S., Cai, D., Pearce, K., Sun, P.Y.-W., Roberts, A.C. e Glanzman, D.L. (2014). Restabelecimento da memória de longo prazo após o apagamento de sua expressão comportamental e sináptica na Aplysia. eLife 3: e03896. doi: 10.7554 / eLife.03896.
• Johansson, F., Jirenhed, D.- A., Rasmussen, A., Zucca, R. e Hesslow, G. (2014). Rastreio de memória e mecanismo de temporização localizado nas células cerebelares de Purkinje. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, 14930-14934. doi: 10.1073 / pnas.1415371111.
• Kandel, E. R. e Siegelbaum, S. A. (2013). "Mecanismos celulares de armazenamento implícito de memória e a base biológica da individualidade", em Principles of Neural Science, 5 Ed., Eds ER Kandel, J. Schwartz, J. Jessell, Siegelbaum SA e AJ Hudspeth (Nova York, NY: McGraw-Hill). ), 1461-1486.
• Martin, S. J. e Morris, R.G. M. (2002). Nova vida em uma idéia antiga: a plasticidade sináptica e a hipótese da memória revisitadas. Hippocampus 12, 609-636. doi: 10.1002 / hipo.10107.
• Ryan, T. J., Roy, D. S., Pignatelli, M., Arons, A. e Tonegawa, S. (2015). Células Engram retêm memória sob amnésia retrógrada. Science 348, 1007-1013. doi: 10.1126 / science.aaa5542.

Sistema Nervoso - Estrutura dos neurônios e sinapse - Anatomia Humana - VídeoAula 008 (Março 2024).