A formação e recuperação de memórias é um sistema complexo de sincronização e dessincronização em diferentes partes do cérebro. decade3s- anatomia online / Shutterstock

Tente se lembrar do último jantar para o qual saiu. Talvez você se lembre do sabor daquela deliciosa massa, dos sons do pianista de jazz no canto ou daquela risada violenta do cavalheiro corpulento que está sentado a três mesas. O que você provavelmente não consegue se lembrar é fazer algum esforço para lembrar de alguns desses pequenos detalhes.

De alguma forma, seu cérebro processou rapidamente a experiência e a transformou em uma memória robusta e de longo prazo, sem nenhum esforço sério de si mesmo. E, ao refletir sobre essa refeição hoje, seu cérebro gerou um filme de alta definição da refeição a partir da memória, para seu prazer visual, em questão de segundos.

Sem dúvida, nossa capacidade de criar e recuperar memórias de longo prazo é uma parte fundamental da experiência humana - mas ainda temos muito a aprender sobre o processo. Por exemplo, nos falta uma compreensão clara de como diferentes regiões do cérebro interagem para formar e recuperar memórias. Mas nosso estudo recente lança nova luz sobre esse fenômeno, mostrando como a atividade neural em duas regiões cerebrais distintas interage durante a recuperação da memória.

O hipocampo, uma estrutura localizada profundamente no cérebro, há muito tempo é vista como um hub para memória. O hipocampo ajuda a "colar" partes da memória (o "onde" e o "quando"), garantindo que os neurônios disparem juntos. Isso geralmente é chamado de "sincronização neural". Quando os neurônios que codificam para o "onde" são sincronizados com os neurônios que codificam para o "quando", esses detalhes se associam através de um fenômeno conhecido como "Aprendizagem Hebbian".

Mas o hipocampo é simplesmente pequeno demais para armazenar todos os pequenos detalhes de uma memória. Isso levou os pesquisadores a teorizar que o hipocampo apela ao neocórtex - uma região que processa detalhes sensoriais complexos, como som e visão - para ajudar a preencher os detalhes de uma memória.

O neocórtex faz isso fazendo exatamente o oposto do que o hipocampo faz - garante que os neurônios não disparem juntos. Isso geralmente é chamado de "dessincronização neural". Imagine perguntar a um público de pessoas da 100 seus nomes. Se eles sincronizarem sua resposta (ou seja, todos gritarem ao mesmo tempo), provavelmente você não entenderá nada. Mas se eles dessincronizarem sua resposta (ou seja, se revezam em falar seus nomes), provavelmente você obterá muito mais informações deles. O mesmo vale para os neurônios neocorticais - se eles sincronizam, eles lutam para transmitir sua mensagem, mas se dessincronizam, as informações são transmitidas facilmente.

Nossa pesquisa encontrou que o hipocampo e o neocórtex trabalham de fato juntos ao recordar uma memória. Isso acontece quando o hipocampo sincroniza sua atividade para colar partes da memória e, posteriormente, ajuda a recuperar a memória. Enquanto isso, o neocórtex dessincroniza sua atividade para ajudar a processar informações sobre o evento e, posteriormente, ajudar a processar informações sobre a memória.

De gatos e bicicletas

Testamos pacientes com epilepsia 12 entre os anos de idade 24 e 53. Todos tinham eletrodos colocados diretamente no tecido cerebral do hipocampo e neocórtex como parte do tratamento para a epilepsia. Durante o experimento, os pacientes aprenderam associações entre diferentes estímulos (como palavras, sons e vídeos) e, posteriormente, recordaram essas associações. Por exemplo, um paciente pode receber a palavra "gato" seguida de um vídeo de uma bicicleta andando de bicicleta na rua.

O paciente tentaria criar um vínculo vívido entre os dois (talvez o gato andando de bicicleta) para ajudá-los a se lembrar da associação entre os dois itens. Mais tarde, eles seriam presenteados com um dos itens e solicitados a se lembrar do outro. Os pesquisadores examinaram como o hipocampo interagia com o neocórtex quando os pacientes estavam aprendendo e recordando essas associações.

Durante o aprendizado, a atividade neural no neocórtex é dessincronizada e, em torno de 150 milissegundos depois, a atividade neural no hipocampo é sincronizada. Aparentemente, as informações sobre os detalhes sensoriais dos estímulos foram processadas primeiro pelo neocórtex, antes de serem passadas para o hipocampo para serem coladas.

Descobrimos que o hipocampo e o neocórtex trabalham em conjunto ao formar e recuperar memórias. Orawan Pattarawimonchai / Shutterstock

De maneira fascinante, esse padrão reverteu durante a recuperação - atividade neural no hipocampo primeiro sincronizada e, em seguida, cerca de 250 milissegundos depois, atividade neural no neocórtex dessincronizada. Desta vez, parecia que o hipocampo primeiro lembrou uma essência da memória e depois começou a pedir ao neocórtex os detalhes.

Nossas descobertas apóiam uma teoria recente o que sugere que um neocórtex desincronizado e um hipocampo sincronizado precisam interagir para formar e recuperar memórias.

Embora a estimulação cerebral tenha se tornado um método promissor para melhorar nossas instalações cognitivas, mostrou-se difícil estimular o hipocampo para melhorar a memória de longo prazo. O principal problema é que o hipocampo está localizado profundamente no cérebro e é difícil de alcançar com a estimulação cerebral aplicada a partir do couro cabeludo. Mas os resultados deste estudo apresentam uma nova possibilidade. Ao estimular as regiões do neocórtex que se comunicam com o hipocampo, talvez o hipocampo possa ser indiretamente empurrado para criar novas memórias ou recordar as antigas.

Compreender mais sobre a maneira como o hipocampo e o neocórtex trabalham juntos ao formar e recuperar memórias pode ser importante para o desenvolvimento de novas tecnologias que podem ajudar a melhorar a memória daqueles que sofrem de deficiências cognitivas, como demência, além de melhorar a memória da população em geral.

Sobre os Autores

Benjamin J. GriffithsPesquisador Doutorado, Universidade de Birmingham e Simon Hanslmayr,, Universidade de Birmingham

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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