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Circuito cerebral do tálamo ajuda a guardar informações, descobre estudo

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram um circuito no tálamo anterior cuja função é necessária para a manutenção da memória espacial, região que é enfraquecida pela idade mas pode ser melhorada através de estímulos em sua atividade. O estudo foi realizado em roedores, que precisaram realizar tarefas em labirintos no laboratório.

A descoberta da função específica dessa região do cérebro abre possibilidades de tratamento para pacientes mais idosos, potencialmente revertendo a perda de memória sem afetar outras partes do cérebro, problema enfrentado por alguns tratamentos atuais envolvendo estímulos cerebrais. O estudo foi publicado na última terça-feira (10) no periódico científico Proceedings of the National Academy of Sciences.

As funções gerais do tálamo anterior já eram conhecidas, mas o estudo permitiu dividir as funções de partes da estrutura de forma mais específica (Imagem: FabrikaPhoto/Envato)
As funções gerais do tálamo anterior já eram conhecidas, mas o estudo permitiu dividir as funções de partes da estrutura de forma mais específica (Imagem: FabrikaPhoto/Envato)

Tálamo e memória

O tálamo é uma estrutura pequena próxima ao centro do cérebro, que contribui para a memória e outras funções executivas, como planejamento e atenção. A região estudada pelos cientistas do MIT é, especificamente, o tálamo anterior, importante para a memória e a navegação espacial.

Estudos anteriores em ratos demonstraram que danos nessa parte do cérebro afetam o funcionamento da memória espacial — nos humanos, o declínio na atividade do tálamo anterior devido à idade foi correlacionado a desempenhos piores em tarefas envolvendo esse mesmo tipo de memória.

O tálamo anterior tem três seções: ventral, dorsal e media. Em estudo também deste ano, foram estudadas as funções dos tálamos anterodorsal (AD) e anteroventral (AV) e seus papéis na formação da memória. Foi descoberto que o tálamo AD está envolvido na criação de mapas mentais de espaços físicos, e que o tálamo AV auxilia o cérebro a distinguir essas mamórias de outras memórias espaciais parecidas.

No estudo mais recente, investigações mais profundas foram realizadas no tálamo AV: para isso, ratos de laboratório foram treinados para andar em um labirinto simples, em forma de T. No início de cada teste, os ratos deviam se mover até chegar no T em questão. Um dos braços do labirinto era bloqueado, forçando os animais a ir até o outro, e, em seguida, eram posicionados novamente no local, mas com ambos os braços liberados.

Ratos eram premiados se conseguissem se lembrar melhor de caminhos feitos anteriormente: para descobrir o que ajuda com isso, determinados neurônios foram suprimidos (Imagem: Pressmaster/Envato)
Ratos eram premiados se conseguissem se lembrar melhor de caminhos feitos anteriormente: para descobrir o que ajuda com isso, determinados neurônios foram suprimidos (Imagem: Pressmaster/Envato)

Uma recompensa era dada se o braço oposto ao da atividade anterior fosse escolhido, o que quer dizer que, para fazer a decisão certa, os ratinhos teriam de se lembrar para qual lado foram no estágio anterior do teste. Enquanto as tarefas eram executadas, os pesquisadores utilizaram optogenética para inibir a atividade de neurônios AV ou AD durantes três fases diferentes do teste: a de amostragem, no primeiro trajeto; a de espera, entre o primeiro e segundo; e a de escolha, quando a decisão de qual lado seria tomado era feita.

Ao inibir neurônios AV durante as fases de amostragem e escolha, os cientistas não viram nenhum efeito na performance dos ratos, mas se isso era feito na fase de espera — que durava 10 ou mais segundos —, eles se saíam muito pior na tarefa. Com isso, entende-se que os neurônios AV são mais importantes para manter informações em mente quando necessário para uma tarefa.

Já com os neurônios AD, sua inibição atrapalhou o desempenho na fase de amostragem, mas não tinha efeito na fase de espera. Isso corrobora o estudo anterior, que mostrava uma relação de tais neurônios na formação de memórias de espaços físicos. Todo o tálamo anterior é uma região de aprendizado espacial, dizem os cientistas, mas os neurônios ventrais parecem ser mais necessários no curto período de manutenção desse aprendizado.

Revertendo efeitos da idade

Descoberta da região e de maneiras de recuperar funções da memória ao estimulá-la pode levar a tratamentos eficientes para idosos no futuro, sem efeitos adversos (Imagem: Friends_stock/Envato Elements)
Descoberta da região e de maneiras de recuperar funções da memória ao estimulá-la pode levar a tratamentos eficientes para idosos no futuro, sem efeitos adversos (Imagem: Friends_stock/Envato Elements)

Testando como a idade afeta as funções do tálamo, ratos mais velhos — com cerca de 14 meses — tinham uma performance pior na tarefa do labirinto em T, e se verificou que seus neurônios AV eram menos estimulados. Quando os pesquisadores os estimularam artificialmente, a taxa de sucesso na tarefa aumentou dramaticamente.

A grande vantagem do método é que ele não afeta outras partes do cérebro: outra maneira de melhorar a performance da memória em atividades como essa é estimulando o córtex pré-frontal, que também sofre declínio pela idade. Ativar a região, no entanto, causa aumento de indicadores de ansiedade nos roedores.

Se tecnologias não invasivas ou pouco invasivas puderem ser utilizadas no estímulo de tais neurônios no cérebro, isso pode se tornar uma nova forma de tratar a perda de memória decorrente da idade. O próximo passo, segundo os cientistas, é sequenciar o RNA de células únicas dos neurônios do tálamo anterior em busca de assinaturas genéticas, que poderão então ser usadas para identificar células ideais para o tratamento.

Fonte: Canaltech

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