Sinapses transmitem sinais elétricos. Svitlana Pavliuk
Durante as primeiras semanas do ano novo, as resoluções são frequentemente acompanhadas por tentativas de aprender novos comportamentos que melhoram a saúde. Esperamos que os velhos maus hábitos desapareçam e novos hábitos saudáveis se tornem automáticos.
Mas como o nosso cérebro pode ser reprogramado para assegurar que um novo hábito de saúde possa ser aprendido e retido?
Aprendizagem Hebbiana
Em 1949, psicólogo canadense Donald Hebb propuseram a teoria do aprendizado de Hebbian para explicar como uma tarefa de aprendizado é transformada em uma memória de longo prazo. Desta forma, os hábitos saudáveis são automaticamente mantidos após a repetição contínua.
Aprendizagem e memória são uma conseqüência de como nossas células cerebrais (neurônios) se comunicam umas com as outras. Quando aprendemos, os neurônios se comunicam através de transmissões moleculares que passam pelas sinapses produzindo um circuito de memória. Conhecido como Potencialização a longo prazo (LTP), quanto mais frequentemente uma tarefa de aprendizado é repetida, mais freqüentemente a transmissão continua e mais forte se torna um circuito de memória. É essa capacidade única dos neurônios de criar e fortalecer as conexões sinápticas por meio da ativação repetida que leva ao aprendizado de Hebbian.
Memória e o hipocampo
Compreender o cérebro requer investigação através de diferentes abordagens e de uma variedade de especialidades. O campo da neurociência cognitiva inicialmente se desenvolveu através de um pequeno número de pioneiros. Seus desenhos e observações experimentais levaram à fundação de como entendemos a aprendizagem e a memória hoje.
As contribuições de Donald Hebb na McGill University continuam sendo a força motriz para explicar a memória. Sob sua supervisão, neuropsicólogo Brenda Milner estudou um paciente com memória prejudicada após uma lobectomia. Mais estudos com neurocirurgião Wilder Penfield Milner permitiu expandir seu estudo de memória e aprendizagem em pacientes após cirurgia cerebral.
A descoberta de Milner ocorreu durante o estudo de um paciente que havia sido submetido à remoção do hipocampo em ambos os lados do cérebro, levando à amnésia. Ela percebeu que o paciente ainda podia aprender novas tarefas, mas não conseguia transferi-las para a memória de longo prazo. Desta forma, o o hipocampo foi identificado como o local necessário para a transferência da memória de curto prazo para a memória de longo prazo, onde o aprendizado de Hebbian ocorre.
Em 2014, com a idade de 95, Milner ganhou o Prémio Kavli norueguês em neurociência para sua descoberta 1957 da importância do hipocampo para a memória.
Também recompensado com o Kavli em 2014 foi o neurocientista John O'Keefe, que descobriu que o hipocampo também abrigava colocar células para criar um mapa cognitivo permitindo-nos ir de um local para outro através da nossa memória. O'Keefe também recebeu o 2014 Prêmio Nobel em medicina.
Que a ativação neuronal repetida no hipocampo realmente leva a memória foi descoberta pelo neurocientista Tim Bliss; para esta pesquisa, Bliss recebeu o Prêmio do cérebro da Fundação Lundbeck em 2016.
Juntos, Milner, Bliss e O'Keefe estabeleceram o paradigma de Hebb e seu famoso axioma: “neurônios que disparam juntos, se conectam juntos”.
Memória em animais não humanos
Grandes avanços em organismos não humanos nos ensinam sobre os mecanismos de memória que podem ser aplicados aos seres humanos. Eric Kandel, da Columbia University, recebeu o prêmio 2000 Prêmio Nobel em medicina por sua escolha astuta do lesma do mar (Aplysia) para entender o aprendizado de Hebbian.
Kandel produziu evidências conclusivas de que a memória era uma consequência da sinalização repetida para um neurônio respondendo a uma tarefa de aprendizado que acionaria a produção de ácido ribonucléico (RNA). O resultado final foi a nova expressão proteica, levando ao aumento das conexões sinápticas.
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O próximo salto ocorreu em McGill quando biólogo molecular Nahum Sonenberg descobriu um mecanismo chave que regula a formação de memória no hipocampo, a saber, a fator de iniciação da síntese de proteínas. A descoberta revelou que durante a formação da memória, é o fator de iniciação da síntese de proteínas nos neurônios do hipocampo que afeta a reprogramação necessária para a geração da “fiação” de novas conexões sinápticas.
Uma pílula de memória?
O trabalho de Sonenberg abalou o mundo dos cientistas trabalhando em como a síntese de proteínas era controlada. Um dos mais proeminentes no campo, o biólogo molecular Peter Walter foi contatado por Sonenberg. Juntos, eles identificaram composto químico eles chamaram ISRIB isso afetaria o mesmo fator de iniciação de síntese de proteína cuja importância foi descoberta por Sonenberg.
Os resultados foram espetaculares, com uma melhoria surpreendente da memória em ratos após a administração de ISRIB. Walter agora estendeu isso para incluir a restauração da memória em ratos que se recuperam de traumas cerebrais.
Hoje, todos os avanços são avidamente investigados, uma vez que os distúrbios de memória em humanos - do comprometimento da memória associado à idade à demência e à doença de Alzheimer - estão próximos dos níveis pandêmicos em idosos. A Organização Mundial da Saúde estima que 10 milhões de pacientes por ano são diagnosticados apenas com demência com um número global total estimado em 50 milhões.
Sobre o autor
John Bergeron, professor emérito Robert Reford e professor de medicina, Universidade McGill. John Bergeron agradece Kathleen Dickson como co-autor.
Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
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