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publicado em 04/10/2011 às 18h25:00
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Pesquisadores da University of California, nos Estados Unidos, descobriram que existe um ritmo cerebral capaz de mudar a força das sinapses responsáveis pelo aprendizado. Como estações de um rádio, cada sinapse é sintonizada em uma frequência diferente ideal para que o cérebro aprenda.

Os resultados sugerem que alguns problemas com a aprendizagem e a memória são causados por sinapses que não estão sintonizadas na frequência correta.

As conclusões desafiam a sabedoria convencional sobre os mecanismos cerebrais de aprendizagem e podem levar a possíveis novas terapias para o tratamento de distúrbios relacionados ao esquecimento, como o transtorno pós-traumático.

A mudança na força de uma sinapse em resposta a estímulos, conhecida como plasticidade sináptica, é induzida através dos chamados "picos", série de sinais neurais que ocorrem com frequência e duração variáveis. Experimentos anteriores demonstraram que estimular os neurônios a uma frequência muito alta (por exemplo, 100 picos por segundo) fortalece a conexão da sinapse, enquanto a estimulação a uma baixa frequência (por exemplo, 1 pico por segundo) reduz a força sináptica.

Os experimentos anteriores usaram centenas de picos consecutivos a uma frequência muito alta para induzir a plasticidade. No entanto, quando o cérebro é ativado durante tarefas comportamentais da vida real, os neurônios disparam apenas cerca de 10 picos consecutivos, não centenas. E fazem isso com uma frequência muito menor, geralmente na faixa de 50 picos por segundo.

Até agora, os pesquisadores tinham sido incapazes de realizar experimentos que simulavam mais naturalmente os níveis reais. Mas a autora sênior Mayank R. Mehta e o coautor Arvind Kumar, foram capazes de obter essas medições, pela primeira vez, usando um sofisticado modelo matemático validado com dados experimentais.

Ao contrário do que se pensava anteriormente, os pesquisadores descobriram que quando se trata de estimular sinapses com padrões de pico que ocorrem naturalmente, estimular os neurônios nas frequências mais altas não foi a melhor maneira de aumentar a força sináptica.

Quando, por exemplo, uma sinapse foi estimulada com apenas 10 picos em uma frequência de 30 picos por segundo, isso induziu um aumento muito maior na força do que o estímulo da sinapse com 10 picos em 100 vezes por segundo. "A expectativa, com base em estudos anteriores, era de que se estimulássemos a sinapse em uma frequência maior, o efeito sobre o fortalecimento sináptico, ou a aprendizagem, seria pelo menos tão bom quanto, se não melhor, do que a frequência natural mais baixa. Para nossa surpresa, descobrimos que além do ritmo ideal, o fortalecimento sináptico caiu conforme as frequências ficaram maiores", observou Mehta.

O conhecimento de que uma sinapse tem uma frequência preferida para aprendizagem máxima levou os pesquisadores a comparar as frequências ideais em locais distintos de sinapses em um neurônio.

Quando Mehta e Kumar compararam a aprendizagem sináptica com base no local onde as sinapses estavam localizadas nos neurônios eles descobriram que a frequência ideal para induzir a aprendizagem sináptica mudou dependendo de onde a sinapse estava localizada. Quanto mais longe a sinapse era do corpo celular do neurônio, maior a sua frequência ideal. "Incrivelmente, quando se trata de aprender, o neurônio se comporta como uma antena gigante, com os diferentes ramos dos dendritos sintonizados em frequências diferentes para a aprendizagem máxima", explicou Mehta.

Os pesquisadores descobriram não só que cada sinapse tem uma frequência preferida, mas também que para o melhor efeito, essa frequência deve ser perfeitamente rítmica - cronometrada em intervalos exatos. Mesmo com a frequência ideal, se o ritmo está desregulado, a aprendizagem sináptica é substancialmente reduzida.

A pesquisa também mostrou que uma vez que uma sinapse aprende, sua frequência ideal muda. Em outras palavras, se a frequência ideal para uma sinapse que não aprendeu nada ainda é de 30 picos por segundo, depois de aprender, a mesma sinapse necessita de uma frequência menor como 24 picos por segundo.

Apesar de muito mais pesquisas serem necessárias, os pesquisadores afirmam que as descobertas levantam a possibilidade de que drogas poderiam ser desenvolvidas para "sintonizar" os ritmos do cérebro de pessoas com distúrbios de aprendizagem ou memória. "Nós já sabemos que existem drogas e estímulos elétricos que podem alterar os ritmos do cérebro. Nossas descobertas sugerem que podemos usar essas ferramentas para entregar um ritmo cerebral ideal para conexões direcionadas para melhorar a aprendizagem", destacou Mehta.

Fonte: Isaude.net
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