Lembranças

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.

Neurônios Traidores

Como recém-chegados animados, os neurônios recém-formados tentam avidamente se enturmar com os antigos moradores. Logo após o nascimento, as células seguem rapidamente para onde está o movimento e passam a tentar se ligar com os neurônios maduros que compõem as conexões já estabelecidas.

Depois que os novatos crescem, ficam mais fortes e ousados e acabam expulsando os mais velhos. As observações são de um estudo feito por pesquisadores do Instituto Salk de Estudos Biológicos que será publicado esta semana na edição on-line da revista Nature Neuroscience.

Os neurônios estabelecem contatos por meio de estruturas chamadas sinapses. À medida que um sinal transmitido por uma ramificação nervosa chega a uma área de contato pré-sináptica, ele libera um impulso químico. Essas moléculas sinalizadoras viajam pela sinapse e induzem um sinal para a fibra nervosa receptora ou dendrito – parte do neurônio especializada na recepção de estímulos.

Um neurônio mantém cerca de 7 mil sinapses por meio das quais se relaciona com cerca de mil outras células do tipo, mas não se sabia, até agora, como os recém-formados conseguiam se ligar aos já existentes.

Para desvendar o processo de adaptação dos mais novos, os cientistas do Instituto Salk injetaram um vírus contendo uma proteína fluorescente no hipocampo, a região do cérebro que abriga as células-tronco neurais que dão origem aos novos neurônios.

Em seguida, os pesquisadores utilizaram equipamentos do Centro Nacional para Microscopia e Pesquisa de Imagens, na Universidade da Califórnia em San Diego, para fazer observações em escala nanométrica – de bilionésimo de metro.

De três a quatro semanas após a injeção dos vírus, os novos neurônios passaram a enviar pequenos filamentos dendríticos para perscrutar o ambiente. Ao analisar as estruturas em três dimensões, os pesquisadores observaram que as extremidades dos filamentos estavam associadas preferencialmente a sinapses que já conectadas em outras células.

À medida que os novos neurônios amadureceram, os pesquisadores observaram que os pequenos filamentos cresceram e passaram a monopolizar as conexões sinápticas.

Estudos anteriores haviam verificado que células cerebrais jovens que não recebem sinais de outras se enfraquecem e morrem. Ou seja, ao se ligarem a sinapses funcionais, os novos neurônios evitam tal destino. Mas a competição é dura: no estudo divulgado agora, feito em camundongos, apenas metade das células cerebrais recém-nascidas conseguiram se combinar com as mais velhas.

Ao colocar os animais em ambientes mais estimulantes – como gaiolas com rodas para correr, túneis coloridos e companhia –, os pesquisadores observaram que a taxa de sucesso pulou para 80%, o que, segundo eles, reforça a noção de que, quanto maior a atividade, mais o cérebro se beneficia.

Mensagens Subliminares

Uma pesquisa publicada na revista Current Biology sugere que propagandas que usam imagens subliminares provavelmente têm efeito. Esta é a primeira vez que pesquisadores conseguiram provas fisiológicas do impacto destas imagens. A prática, que foi usada pela primeira vez na década de 1950, foi proibida na Grã-Bretanha, mas ainda é usada nos Estados Unidos.

Exames do cérebro realizados pelos pesquisadores do University College de Londres mostraram que as pessoas registram imagens apenas se o cérebro tem "capacidade sobrando".
Os sete participantes do estudo utilizaram óculos com filtros azuis e vermelhos que projetavam imagens mais desbotadas, fracas, de objetos do cotidiano em um olho. No outro olho, eram projetadas imagens fortes e bem definidas, que piscavam.

Ao mesmo tempo, os voluntários deveriam realizar uma tarefa fácil, como escolher a letra T em um fluxo de letras, ou uma mais difícil, como escolher uma letra N em branco ou a letra Z em azul.

Com um exame de contraste no cérebro, os pesquisadores descobriram que durante a tarefa fácil o cérebro registrou as imagens fracas, apesar dos participantes não terem percebido o que viram.

Isso foi observado pela atividade em uma parte do cérebro chamada córtex visual primário.
Durante a tarefa difícil, que exigia mais concentração, o exame não captou nenhuma atividade cerebral relevante sugerindo que os participantes não registraram a imagem subliminar.

Simpósio Internacional de Neurociências

A segunda edição do Simpósio Internacional de Neurociências, promovido pelo Instituto Internacional de Neurociência de Natal (IINN), ocorrerá de 23 a 25 de fevereiro, em Natal. O prazo para a inscrição de resumos de trabalhos termina no dia 1º de fevereiro.
Na ocasião, pesquisadores de diversos países apresentarão avanços recentes em estudos sobre o cérebro, desde os níveis molecular e celular até a neurobiologia de sistemas, comportamento e neuroengenharia.
O evento será aberto por Torsten Wiesel, prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina em 1981 e presidente emérito da Universidade Rockefeller, nos Estados Unidos.
Mais informações: www.natalneuro.org.