Pesquisadores da Universidade de Tel Aviv demonstraram que neurônios cultivados fora do cérebro podem ser gravados com lembranças rudimentares múltiplas que persistem por dias, sem interferir em outras, nem apagá-las.
Segundo os pesquisadores, os resultados abrem caminho para a criação de um chip de neuromemória que poderia ser usado em conjunto com o hardware de computadores para criar máquinas "ciborgues" capazes de realizar tarefas como detectar toxinas perigosas no ar, permitir que os cegos enxerguem ou ajudar alguém que sofre de paralisia a recuperar parte ou todo o movimento.
De acordo com o autor do estudo, as tentativas anteriores de fazer com que as células criassem um padrão repetido de sinais enviados de um neurônio para outro em uma população de células - o que os neurocientistas acreditam constituir a formação da lembrança no contexto de realizar uma tarefa -, eram focadas nos neurônios excitatórios. Os experimentos falharam porque resultaram em uma atividade aumentada aleatoriamente, que não imita o que acontece quando uma nova informação é aprendida.Desta vez, os cientistas enfocaram neurônios inibitórios para tentar trazer alguma ordem à rede neural. Eles prepararam a cultura de células em um painel de polímero com eletrodos, o que permitiu monitorar os padrões criados pelos neurônios disparadores. Todas as células no painel de eletrodos vieram do córtex, a camada mais externa do cérebro conhecida por seu papel na formação de lembranças.
Inicialmente, quando um grupo de neurônios é aglomerado em uma rede, o mero fato de ligá-los provoca um padrão espontâneo de atividade. Os cientistas tentaram gravar uma lembrança ao injetar um supressor químico em uma sinapse entre neurônios inibitórios. Seu objetivo era interromper a função restritiva dessas células, basicamente "soltando os freios" que elas colocam nos componentes excitatórios da rede.
A equipe tratou quimicamente os neurônios inibitórios ao injetá-los com gotículas de picrotoxina, um bloqueador do ácido gama-aminobutírico (GABA), o principal neurotransmissor inibitório do cérebro. A supressão química do neurônio inibitório criou um padrão desencadeado por um neurônio excitatório vizinho, que agora estava livre para disparar. Outros neurônios na cultura começaram a disparar um por um, à medida que recebiam um sinal elétrico de um de seus vizinhos. Eles continuaram no mesmo padrão, que se repetiu por mais de um dia. Essa nova seqüência de atividade coexistiu com o padrão elétrico gerado espontaneamente quando a cultura neural foi conectada inicialmente.
Um dia depois, eles gravaram um terceiro padrão, começando com uma sinapse inibitória diferente. Mais uma vez, ele foi capaz de coexistir com outros.
Segundo os pesquisadores, os resultados abrem caminho para a criação de um chip de neuromemória que poderia ser usado em conjunto com o hardware de computadores para criar máquinas "ciborgues" capazes de realizar tarefas como detectar toxinas perigosas no ar, permitir que os cegos enxerguem ou ajudar alguém que sofre de paralisia a recuperar parte ou todo o movimento.
De acordo com o autor do estudo, as tentativas anteriores de fazer com que as células criassem um padrão repetido de sinais enviados de um neurônio para outro em uma população de células - o que os neurocientistas acreditam constituir a formação da lembrança no contexto de realizar uma tarefa -, eram focadas nos neurônios excitatórios. Os experimentos falharam porque resultaram em uma atividade aumentada aleatoriamente, que não imita o que acontece quando uma nova informação é aprendida.Desta vez, os cientistas enfocaram neurônios inibitórios para tentar trazer alguma ordem à rede neural. Eles prepararam a cultura de células em um painel de polímero com eletrodos, o que permitiu monitorar os padrões criados pelos neurônios disparadores. Todas as células no painel de eletrodos vieram do córtex, a camada mais externa do cérebro conhecida por seu papel na formação de lembranças.
Inicialmente, quando um grupo de neurônios é aglomerado em uma rede, o mero fato de ligá-los provoca um padrão espontâneo de atividade. Os cientistas tentaram gravar uma lembrança ao injetar um supressor químico em uma sinapse entre neurônios inibitórios. Seu objetivo era interromper a função restritiva dessas células, basicamente "soltando os freios" que elas colocam nos componentes excitatórios da rede.
A equipe tratou quimicamente os neurônios inibitórios ao injetá-los com gotículas de picrotoxina, um bloqueador do ácido gama-aminobutírico (GABA), o principal neurotransmissor inibitório do cérebro. A supressão química do neurônio inibitório criou um padrão desencadeado por um neurônio excitatório vizinho, que agora estava livre para disparar. Outros neurônios na cultura começaram a disparar um por um, à medida que recebiam um sinal elétrico de um de seus vizinhos. Eles continuaram no mesmo padrão, que se repetiu por mais de um dia. Essa nova seqüência de atividade coexistiu com o padrão elétrico gerado espontaneamente quando a cultura neural foi conectada inicialmente.
Um dia depois, eles gravaram um terceiro padrão, começando com uma sinapse inibitória diferente. Mais uma vez, ele foi capaz de coexistir com outros.
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