O hipocampo desempenha um papel central na forma como formamos memórias e navegamos no espaço. Ajuda a converter experiências de curto prazo em memórias de longo prazo, permitindo-nos armazenar e criar o que aprendemos. Cientistas liderados pelo professor Peter Jonas e Magdalena Walz, professora de Ciências da Vida no Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA), estão estudando de perto esta região do cérebro. Seu novo estudo, publicado Comunicação da naturezaExplora como uma das principais redes neurais do hipocampo se desenvolve após o nascimento.
Imagine uma folha de papel completamente em branco. Você começa a escrever nele, preenchendo-o lentamente com informações. Este conceito reflete o conceito de rasa tabular ou “quadro em branco”.
Agora imagine uma página que já contém símbolos. Qualquer nova informação deve se ajustar ou substituir o que já existe. Representa a tabula plena ou “lousa completa”.
Este debate de longa data questiona se começamos a vida com tudo planeado ou se as nossas experiências moldam quem nos tornamos. Na biologia, esta questão aparece como o equilíbrio entre as instruções genéticas e as influências ambientais que moldam o desenvolvimento.
A equipa de investigação do ISTA aplicou este conceito ao hipocampo, que é responsável pela memória e consciência espacial. Eles queriam entender como sua rede interna muda após o nascimento e se ela se comporta como uma lousa em branco ou cheia.
Estudando a rede de memória do cérebro
Os cientistas se concentraram em um circuito chave do hipocampo formado por neurônios piramidais CA3. Essas células são importantes para armazenamento e recuperação de memória. 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 cérebros de camundongos em três estágios de desenvolvimento: nascimento precoce (dias 7-8), adolescência (dias 18-25) e idade adulta (dias 45-50).
Para testar como essas redes funcionam, ele usa a técnica patch-clamp, que mede minúsculos sinais elétricos entre partes específicas do neurônio, incluindo terminais pré-sinápticos e dendritos. A equipe também usou métodos avançados de imagem e laser para monitorar a atividade dentro das células e ativar conexões nervosas individuais com precisão.
Denso e aleatório a refinado e eficiente
As descobertas revelaram um padrão surpreendente. No início do desenvolvimento, a rede CA3 é altamente densa, com conexões que parecem em grande parte aleatórias. À medida que o cérebro amadurece, esta rede torna-se menos lotada, mas mais organizada e eficiente.
“Esta descoberta foi bastante 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: começa completamente e depois é simplificado e otimizado.”
Por que o cérebro começa a ficar cheio
Os pesquisadores ainda estão explorando por que esse padrão ocorre. Jonas sugere que começar com uma rede altamente conectada permite que os neurônios se conectem rapidamente, o que é especialmente importante no hipocampo. Esta região deve integrar diferentes tipos de informação, como imagens, sons e cheiros, em memórias integradas.
“Esta é uma tarefa complexa para os neurônios”, explica Jonas. “Inicialmente uma conexão excitatória, seguida de poda seletiva, permite essa integração”.
Se o cérebro começa como uma verdadeira rasa tabular, sem conexões internas, os neurônios devem primeiro identificar-se e conectar-se uns com os outros. Este processo pode retardar a comunicação e reduzir a eficiência, dificultando a formação eficaz de memórias.
No geral, os resultados sugerem que o cérebro não começa como uma folha em branco, mas como uma rede ricamente conectada que se torna mais precisa ao longo do tempo, eliminando links redundantes.
