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Existem dois tipos de células fundamentalmente diferentes no cérebro, neurônios e células gliais. Estes últimos, por exemplo, isolam a “fiação” das células nervosas ou garantem ótimas condições de trabalho para elas. Um novo estudo conduzido pela Universidade de Bonn descobriu agora outra função em roedores: os resultados sugerem que um certo tipo de célula glial desempenha um papel importante no aprendizado espacial. O Centro Alemão de Doenças Neurodegenerativas (DZNE) esteve envolvido no trabalho. Os resultados já foram publicados na revista Natureza Comunicações.
Cada lugar possui inúmeras características que o distinguem e o tornam inconfundível como um todo. Uma árvore retorcida. Um riacho murmurante a seus pés. Flores silvestres perfumadas no prado atrás. Quando visitamos um lugar pela primeira vez, armazenamos essa combinação de características. Quando então encontramos a interação de árvore, riacho e prado de flores silvestres outra vez, nosso cérebro a reconhece: lembramos de ter estado lá antes.
Isso é possível por mecanismos como a chamada integração dendrítica da atividade sináptica. “Conseguimos mostrar que as chamadas células astrogliais ou astrócitos desempenham um papel essencial nessa integração”, explica o Prof. Dr. Christian Henneberger, do Instituto de Neurociência Celular do Hospital Universitário de Bonn. “Eles regulam a sensibilidade dos neurônios a uma combinação específica de recursos”.
Um milhão de células de lugar no cérebro do rato
Em seu estudo, os pesquisadores examinaram de perto os neurônios do hipocampo de roedores. O hipocampo é uma região do cérebro que desempenha um papel central nos processos de memória. Isso é especialmente verdadeiro para a memória espacial: “No hipocampo, existem neurônios especializados exatamente nisso – células de lugar”, diz Henneberger, que também é membro do Centro de Pesquisa Colaborativa 1089 – onde o projeto de pesquisa foi baseado – – e a Área de Pesquisa Transdisciplinar “Life & Health” da Universidade de Bonn. Existem cerca de um milhão dessas células de lugar apenas no hipocampo do camundongo. Cada um responde a uma combinação específica de características ambientais.
As células de lugar têm longas extensões, os dendritos. Estes são ramificados como a copa de uma árvore e pontilhados com numerosos pontos de contato. As informações que nossos sentidos nos transmitem sobre um local chegam aqui. Esses contatos são chamados de sinapses. “Quando os sinais chegam a muitas sinapses vizinhas ao mesmo tempo, um forte pulso de voltagem ocorre no dendrito – o chamado pico dendrítico”, explica o Dr. Kirsten Bohmbach, que realizou a maioria dos experimentos do estudo. “Esse processo é o que chamamos de integração dendrítica: o pico ocorre apenas quando um número suficiente de sinapses está ativo ao mesmo tempo. Esses picos viajam em direção ao corpo celular, onde podem desencadear outro pulso de voltagem – um potencial de ação.”
Coloque as células no modo de atenção
As células locais geram potenciais de ação em intervalos regulares. A velocidade com que eles fazem isso pode variar muito. No entanto, quando os ratos se orientam em um novo ambiente, suas células de lugar sempre oscilam em um ritmo especial – eles geram de cinco a dez pulsos de voltagem por segundo. Esse ritmo faz com que as células nervosas liberem certas substâncias mensageiras. E é aqui que entram os astrócitos: eles têm sensores aos quais essas substâncias mensageiras se acoplam e, por sua vez, liberam uma substância chamada D-serina.
“A D-serina então migra para os dendritos das células locais”, explica Bohmbach. “Lá, garante que os picos dendríticos possam se desenvolver mais facilmente e também sejam muito mais fortes”. Quando os mouses estão no modo de orientação, fica mais fácil para eles armazenar e reconhecer novos locais. É semelhante a um motorista de táxi concentrado em navegar pelo centro da cidade e memorizar as mudanças de local. O passageiro ao lado do motorista também está olhando para a estrada, mas seus pensamentos estão em outro lugar e ele percebe menos (no entanto, também há processos bastante diferentes envolvidos em tais fenômenos de atenção).
“Se inibirmos a assistência prestada pelos astrócitos em camundongos, é menos provável que eles reconheçam lugares familiares”, diz Henneberger. No entanto, isso não se aplica a locais particularmente relevantes – por exemplo, porque representam um perigo potencial: continuam sendo evitados pelos animais. “O mecanismo que descobrimos, portanto, controla o limite no qual as informações de localização são armazenadas ou reconhecidas.” Os resultados fornecem uma nova visão sobre como a memória funciona e é controlada. A médio prazo, eles também podem ajudar a responder à questão de como certas formas de distúrbios de memória se desenvolvem.
Os resultados da pesquisa são também uma expressão de cooperação frutífera dentro da universidade: “Eles não teriam sido possíveis sem a intensa colaboração com o laboratório do Prof. Dr. Heinz Beck no Instituto de Epileptologia Experimental e Ciências Cognitivas e, em particular, seus colegas Dr. . Nicola Masala e Dr. Thoralf Opitz”, destaca Henneberger.
Instituições participantes e financiamento:
Além da Universidade de Bonn e do University Hospital Bonn, o Centro Alemão de Doenças Neurodegenerativas (DZNE) e a University College London estiveram envolvidos no trabalho. O estudo foi financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG) e pelo programa de repatriados do estado da Renânia do Norte-Vestfália.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Bonn. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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