Regiões do cérebro podem se interconectar novamente

Cientistas de Tübingen provaram pela primeira vez que redes nervosas amplamente distribuídas no cérebro podem ser fundamentalmente reorganizadas conforme necessário.

Cientistas do Instituto Max Planck de Cibernética Biológica em Tübingen conseguiram demonstrar pela primeira vez, por meio da estimulação experimental de células nervosas no hipocampo, que a atividade de grandes áreas do cérebro pode ser alterada a longo prazo. Usando uma combinação de imagem de ressonância magnética funcional com microestimulação e eletrofisiologia, eles foram capazes de rastrear como grandes populações de células nervosas no prosencéfalo de ratos são reconectadas. Esta área do cérebro está ativa quando nos lembramos de algo ou nos orientamos. O conhecimento obtido é a primeira prova experimental de que grandes partes do cérebro mudam quando ocorrem processos de aprendizagem. (Biologia Atual, 10 de março de 2009)

Os cientistas chamam a propriedade de sinapses, células nervosas ou áreas inteiras do cérebro para mudar dependendo de seu uso de plasticidade neuronal. É um mecanismo elementar para os processos de aprendizagem e memória. A regra de aprendizagem de Hebb (1949) já explica esse fenômeno em redes neuronais com sinapses compartilhadas: Se uma célula nervosa A estimula uma célula nervosa B contínua e repetidamente, segundo o postulado do psicólogo Donald Olding Hebb, a sinapse é alterada de tal forma maneira que a transmissão do sinal se torna mais eficiente. Isso aumenta o potencial de membrana no neurônio receptor. Esse processo de aprendizado, que pode durar de alguns minutos a uma vida inteira, foi intensamente pesquisado no hipocampo.

Desde então, um grande número de estudos mostrou que o hipocampo é importante para a memória e orientação espacial em animais e humanos. Assim como o córtex cerebral, o hipocampo é formado por milhões de neurônios conectados por sinapses. As células nervosas se comunicam por meio dos chamados "potenciais de ação": impulsos elétricos que são transmitidos do emissor para a célula receptora. Se esses potenciais de ação ocorrerem com mais frequência, mais rapidamente ou de forma mais coordenada, a transmissão do sinal entre as células pode ser amplificada, a chamada potenciação de longo prazo (LTP - long-term potentiation)

come: A transmissão do sinal é então amplificada permanentemente. O mecanismo desse reforço é considerado a base da aprendizagem.

Embora os efeitos da potenciação de longo prazo dentro do hipocampo sejam conhecidos há muito tempo, não estava claro como as mudanças sinápticas nessa estrutura podem afetar a atividade de redes inteiras de neurônios, como redes corticais, fora do hipocampo. Os cientistas liderados por Nikos Logothetis, diretor do Instituto Max Planck de Cibernética Biológica, agora pesquisaram sistematicamente isso pela primeira vez. O que é especial sobre sua investigação é a combinação de diferentes métodos: enquanto a tomografia por ressonância magnética fornece imagens do fluxo sanguíneo no cérebro e, portanto, é uma medida indireta da atividade de grandes redes nervosas, eletrodos no cérebro medem diretamente os potenciais de ação e, portanto, a força da condução nervosa. Foi demonstrado que após a estimulação experimental, o aumento na transmissão do estímulo gerado dessa forma foi retido. “Conseguimos demonstrar uma reorganização de longo prazo nas redes neurais devido à atividade alterada nas sinapses”, disse o Dr. Canais de Santiago. As mudanças se refletiram em uma melhor comunicação entre os hemisférios e no fortalecimento dos circuitos do sistema límbico e do córtex cerebral. Enquanto o córtex cerebral é responsável pela percepção sensorial e movimento, entre outras coisas, o sistema límbico processa as emoções e é co-responsável pelo desenvolvimento do comportamento pulsional.

Publicação original

Santiago Canals, Michael Beyerlein, Hellmut Merkle & Nikos K. Logothetis: Evidência de RM funcional para reorganização da rede neural induzida por LTP. Current Biology (2009), doi:10.1016/j.cub.2009.01.037

Fonte: Tübingen [ mpg ]