O hipocampo desempenha um papel central na forma como formamos memórias e navegamos no espaço. Ajuda a transformar experiências de curto prazo em memórias de longo prazo, permitindo-nos reter e desenvolver o que aprendemos. Cientistas liderados por Magdalena Waltz, professor de Ciências Biológicas Peter Jonas, do Instituto Austríaco de Ciência e Tecnologia (ISTA), estão estudando de perto esta área do cérebro. Seu novo estudo, publicado em Comunicações da naturezainvestiga como uma das principais redes neurais do hipocampo se desenvolve após o nascimento.
Imagine uma folha de papel completamente em branco. Você começa a escrever nele, preenchendo-o gradativamente com informações. Essa ideia reflete o conceito de tabula rasa, ou “lousa em branco”.
Agora imagine uma página que já possui notas. Qualquer nova informação deve corresponder ou substituir o que já existe. Esta é uma tabula plena, ou “folha completa”.
Este debate de longa data questiona se começamos a vida pré-preparados ou se as nossas experiências determinam quem nos tornamos. Na biologia, esta questão surge como um equilíbrio entre as instruções genéticas e as influências ambientais que moldam o desenvolvimento.
A equipa de investigação do ISTA aplicou esta ideia ao hipocampo, que é responsável pela memória e compreensão espacial. Eles queriam entender como sua rede interna muda após o nascimento e como ela se comporta mais como uma lousa em branco ou completa.
Estudando a rede de memória do cérebro
Os cientistas concentraram-se num circuito chave no hipocampo, que consiste em neurónios piramidais CA3. Essas células são importantes 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 graduado do ISTA, Victor Vargas-Baroso, estudou o cérebro de camundongos em três estágios de desenvolvimento: pós-natal inicial (7-8 dias), adolescente (18-25 dias) e adulto (45-50 dias).
Para estudar como funcionam essas redes, ele usou a técnica patch-clamp, que mede minúsculos sinais elétricos em partes específicas dos neurônios, incluindo terminais pré-sinápticos e dendritos. A equipe também usou técnicas avançadas de imagem e laser para observar a atividade dentro das células e ativar com precisão conexões neurais individuais.
Do denso e casual ao sofisticado e eficiente
As descobertas revelaram um quadro surpreendente. Durante os estágios iniciais de 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, seria de esperar que a rede crescesse e se tornasse mais densa ao longo do tempo. Aqui vemos o oposto. Segue o que chamamos de modelo de poda: começa inteiro e depois é simplificado e otimizado.”
Por que o cérebro começa a encher
Os pesquisadores ainda estão descobrindo por que esse padrão ocorre. Jonas sugere que, a partir de redes estreitamente conectadas, os neurônios podem se conectar rapidamente, o que é especialmente importante no hipocampo. Esta região deve integrar diferentes tipos de informação, incluindo imagens, sons e cheiros, em memórias coesas.
“É um desafio para os neurônios”, explica Jonas. “A conectividade inicialmente abundante seguida de poda seletiva pode ser precisamente o que permite esta integração.”
Se o cérebro começasse como uma verdadeira tabula rasa, sem conexões internas, os neurônios teriam primeiro que se localizar e se conectar uns aos outros. Este 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 conexões desnecessárias.
