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 desenvolver o que aprendemos. Cientistas liderados por Magdalena Walz, Professor de Ciências da Vida, Peter Jonas, do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (ISTA), estão estudando de perto esta região do cérebro. Sua nova pesquisa, publicada em Comunicações da Naturezaexplora como uma das principais redes neurais do hipocampo se desenvolve após o nascimento.
Imagine uma folha de papel completamente vazia. Você começa a escrever nele, gradualmente preenchendo-o com informações. Essa ideia reflete o conceito de tabula rasa, ou “tábua em branco”.
Agora imagine uma página que já possui marcas. Qualquer nova informação deve se ajustar ou substituir o que já existe. Isso representa a tabula plena, ou a “lousa completa”.
Este debate de longa data questiona se começamos a vida com tudo previamente combinado 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 esta ideia ao hipocampo, responsável pela memória e consciência espacial. Eles queriam entender como sua rede interna muda após o nascimento e se ela se comporta mais como uma lousa em branco ou cheia.
Estudando a rede 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 cérebros de camundongos em três estágios de desenvolvimento: logo após o nascimento (dia 7-8), adolescência (dia 18-25) e idade adulta (dia 45-50).
Para examinar como funcionam essas redes, ele usou a técnica patch-clamp, que mede pequenos 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 conexões neurais individuais com precisão.
De denso e aleatório a refinado e eficiente
As descobertas revelaram um padrão surpreendente. No início do desenvolvimento, a rede CA3 é extremamente 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”, diz Jonas. “Intuitivamente, pode-se esperar que uma rede cresça e se torne mais densa com o tempo. Aqui vemos o oposto. Ela segue o que chamamos de modelo de poda: começa completa e depois se torna simplificada e otimizada.”
Por que o cérebro começa cheio
Os pesquisadores ainda estão explorando por que esse padrão ocorre. Jonas sugere que começar com uma rede altamente conectada pode permitir que os neurônios se conectem rapidamente, o que é especialmente importante no hipocampo. Esta região deve combinar diferentes tipos de informação, incluindo imagens, sons e cheiros, em memórias coesas.
“Essa é uma tarefa complexa para os neurônios”, explica Jonas. “Uma conectividade inicialmente exuberante, seguida de poda seletiva, pode ser exatamente o que possibilita essa integração”.
Se o cérebro começasse como uma verdadeira tabula rasa, sem conexões internas, os neurônios precisariam primeiro se localizar e se conectar uns com os outros. Esse processo pode retardar a comunicação e reduzir a eficiência, dificultando a formação eficaz de memórias.
No geral, as descobertas sugerem que o cérebro não começa como uma lousa em branco, mas como uma rede ricamente conectada que se torna mais precisa ao longo do tempo, eliminando ligações desnecessárias.
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