Como recuperar memórias perdidas 07.06.2015

Na maioria das vezes, quando eles falam sobre amnésia, eles querem dizer sua variedade anterógrada ou retrógrada. É fácil distingui-los: amnésia anterógrada - uma violação da memória sobre o que aconteceu após o início da doença; retrógrado - memória prejudicada do que aconteceu antes do início da doença. Ambos podem acontecer a uma pessoa devido a uma lesão cerebral, ou devido a estresse severo, ou devido a uma doença neurológica grave (por exemplo, síndrome de Alzheimer). Obviamente, a causa específica da amnésia é que alguns neurônios relacionados ao registro e armazenamento de informações, por algum motivo, param de funcionar como deveriam. Mas qual é a essência desses problemas? Alguns (e a maioria) defendem a hipótese de que a informação é simplesmente perdida dos circuitos neurais para que não possa ser recuperada. Outros acreditam que estamos lidando com um problema de acesso aqui, que a informação ainda está no armazenamento do cérebro, mas foi bloqueada e não podemos acessá-la.

Aparentemente, a hipótese de acesso bloqueado ainda é verdadeira - os resultados dos experimentos de Susumu Tonegawa e funcionários de seu laboratório no Instituto de Tecnologia de Massachusetts falam a seu favor. O próprio Tonegawa recebeu o Prêmio Nobel em 1987 pela descoberta do princípio genético da formação da diversidade de anticorpos, mas depois mudou para os mecanismos de memória celular. E aqui ele e seus colegas alcançaram um sucesso notável. Assim, por exemplo, no ano passado eles lançaram vários artigos nos quais descreviam como o cérebro se lembra da sequência de eventos e como a memória de trabalho é corrigida quando de repente percebemos que fizemos algo errado. Finalmente, em seu artigo na Nature do ano passado, eles falaram sobre a reprogramação da memória emocional: influenciando os neurônios do hipocampo, os pesquisadores foram capazes de literalmente transformar memórias ruins em boas.

Em 2012, o grupo de Tonegawa conseguiu confirmar a existência de células de engrama no hipocampo (um dos principais centros de memória). Um engrama é entendido como um traço deixado por um estímulo; se falamos de neurônios, então um sinal repetido - um som, um cheiro, um determinado ambiente etc. - deve provocar neles algumas mudanças físicas e bioquímicas. Se o estímulo for repetido, então o "traço" é ativado e as células nas quais ele está presente recuperarão toda a memória da memória. Em outras palavras, nossos neurônios do engrama ("chave") são responsáveis ​​por acessar as informações registradas e, para que funcionem, eles devem ser afetados por um sinal de chave. Mas, além disso, essas células devem ser capazes de, de alguma forma, preservar vestígios de estímulos. Na prática, isso significa que as sinapses intercelulares devem ser fortalecidas entre as células do engrama: quanto mais fortes forem, mais confiável o sinal passará entre elas, mais fortes os neurônios se lembrarão de um determinado estímulo. No entanto, até recentemente, não havia confirmações experimentais aqui - ninguém sabia se alterações bioquímicas específicas realmente ocorrem em tais neurônios associadas à memorização de um estímulo.

Os pesquisadores usaram os mesmos métodos de optogenética que lhes permitiram confirmar a própria existência de células "chave" há alguns anos. Lembre-se de que a essência da optogenética é que um neurônio introduz uma proteína fotossensível que forma um canal iônico na membrana celular: um sinal de luz abre o canal, os íons são redistribuídos em ambos os lados da membrana e o neurônio "liga" ou "adormece", dependendo do que é necessário em uma experiência particular. Primeiro, eles encontraram células no hipocampo de camundongos que ativavam memórias quando eles próprios eram ativados pela luz. Nessas células, como escrevem os autores do trabalho em seu artigo na Science, as conexões intercelulares realmente aumentaram - ou seja, elas juntas formaram uma chave neural, que, em um sinal, abria o acesso a um determinado bloco de informação. O aumento do contato intercelular significa que a célula precisa de mais proteínas que atendem a sinapse, ou seja, tudo depende do processo de biossíntese de proteínas. A síntese nos neurônios foi desativada com um antibiótico, e isso foi feito imediatamente após o rato memorizar algo. As sinapses neste caso permaneceram frágeis e, mais importante, o camundongo não conseguia se lembrar de nada no dia seguinte quando foi exposto ao mesmo estímulo que estava ativo durante o treinamento. Aconteceu uma verdadeira amnésia retrógrada - a memória do que aconteceu antes que o tratamento com antibióticos desaparecesse e era impossível restaurá-la com a ajuda de estímulos comuns.

Mas as mesmas células de engrama que deveriam responder a um estímulo-chave e que eram silenciosas devido a sinapses enfraquecidas carregavam modificações optogenéticas. E agora, se eles foram ativados com a ajuda de um pulso de luz, a memória dos animais voltou. Se descartarmos os detalhes sobre células especiais, sinapses e síntese de proteínas, os neurocientistas restauraram a memória com a ajuda de um flash de luz no cérebro.

Mas a ênfase ainda deve ser colocada nos neurônios do engrama, não importa o quão estranho seu nome possa parecer para uma audição incomum. Anteriormente, o laboratório de Tonegawa conseguiu mostrar que não apenas uma célula é responsável por ativar a memória, mas um circuito neural de vários desses neurônios. Com base nos novos dados, os pesquisadores propõem o seguinte diagrama de como a memória é organizada no cérebro dos mamíferos (e, talvez, em geral, na maioria dos animais com sistema nervoso central). Seu ponto principal é que diferentes estruturas são responsáveis ​​por armazenar e ativar a memória - grupos de células de engrama cuidam de outros circuitos neurais que armazenam blocos de informação, e neurônios de ativação podem, de certa forma, ser comparados com bibliotecários emprestando livros sob demanda. Além disso, a relação entre neurônios de ativação e neurônios de armazenamento pode ser diferente, por exemplo, uma rede de ativação pode atuar em várias unidades de memória ao mesmo tempo, e relações específicas entre essas e outras ainda precisam ser estudadas adequadamente.

É claro que isso não significa que a deterioração ou perda de memória se deva apenas ao mau funcionamento das células do engrama, os problemas também podem começar no "armazenamento principal". No entanto, do ponto de vista prático, ainda é útil saber quais células nervosas precisam ser atuadas para restaurar memórias há muito esquecidas, porque pode ser que as próprias memórias não tenham desaparecido, você só precisa “ acordar” as células que são responsáveis ​​por eles.