Ativação de alguns neurônios pode recordar memória inteira e tem aplicações no estudo de doenças neurodegenerativasCientistas do Massachusetts Institute of Technology, nos Estados Unidos, mostraram que as memórias residem em células cerebrais muito específicas e que a ativação de um pequeno número de neurônios pode recordar uma memória inteira.
O método pode ter aplicações no estudo de doenças neurodegenerativas e neuropsiquiátricas.
A pesquisa atual deu seguimento a estudos antigos realizados pelo pesquisador Wilder Penfield. Em suas experiências, o neurocirurgião tratava pacientes com epilepsia retirando partes do cérebro onde as convulsões se originavam.
Para garantir que destruía apenas os neurônios problemáticos, Penfield estimulava o cérebro com eletricidade, enquanto os pacientes, que estavam sob anestesia local, informavam a ele o que estavam lembrando.
Surpreendentemente, alguns pacientes se lembravam de eventos complexos inteiros quando Penfield estimulava apenas alguns poucos neurônios no hipocampo, região cerebral envolvida na formação e evocação de memórias episódicas.
Os cientistas continuaram a explorar esse fenômeno, mas, até agora, nunca foi provado que a reativação direta do hipocampo era suficiente para causar a recuperação da memória.
Agora, os pesquisadores do MIT, liderados por Susumu Tonegawa, utilizaram a optogenética, tecnologia que permite estimular neurônios geneticamente modificados para expressar proteínas ativadas por luz, para testar diretamente a hipótese sobre a codificação e armazenamento de memória em células cerebrais específicas.
Primeiros os pesquisadores identificaram um conjunto específico de células cerebrais no hipocampo que estavam ativas apenas quando um rato estava aprendendo sobre um novo ambiente. Determinaram quais os genes foram ativados nas células, e os ligaram com o gene para channelrodopsina-2 (ChR2), uma proteína ativada pela luz usada em na optogenética.
Em seguida, eles estudaram ratos com esta ligação genética nas células do giro dentado do hipocampo utilizando pequenas fibras ópticas para entregar pulsos de luz para os neurônios. A proteína ativada pela luz só seria expressa nos neurônios envolvidos na aprendizagem experiencial, para permitir a rotulagem da rede física de neurônios associados com uma memória específica para uma experiência específica.
Finalmente, os ratos entraram em um ambiente e, após alguns minutos de exploração, receberam um choque leve e aprenderam a temer o ambiente particular em que o choque ocorreu. As células cerebrais ativadas durante o condicionamento do medo tornaram-se marcadas com ChR2. Mais tarde, quando exposto a pulsos de disparo de luz em um ambiente completamente diferente, os neurônios envolvidos na memória do medo foram ativados e os ratos rapidamente assumiram uma postura defensiva.
Esta postura induzida pela luz sugere que os animais realmente recordaram a memória de receberam um choque. Os ratos aparentemente perceberam essa repetição de uma memória terrível, mas a memória foi artificialmente reativada. "Nossos resultados mostram que as memórias realmente residem em algumas células cerebrais muito específicas e que, simplesmente reativando essas células por meios físicos, tais como a luz, uma memória inteira pode ser recuperada", explica o coautor do trabalho Xu Liu.
Segundo os pesquisadores, o trabalho exibe o poder de combinar as mais recentes tecnologias para atacar um dos problemas centrais da neurobiologia. Eles acreditam que mostrar que a reativação dessas células nervosas que estavam ativas durante a aprendizagem pode reproduzir o comportamento aprendido é certamente um marco.
O método pode também ter aplicações no estudo de doenças neurodegenerativas e neuropsiquiátricas. "Quanto mais sabemos sobre as peças móveis que compõem os nossos cérebros, mais bem equipados estamos para descobrir o que acontece quando as partes do cérebro se rompem", conclui o coautor Steve Ramirez.
Veja mais detalhes sobre esta pesquisa (em inglês).
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