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publicado em 08/12/2012 às 11h00:00
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Foto: CBM/Kavli Institute for Systems Neuroscience
Imagem: Kavli Institute for Systems Neuroscience
Pesquisador registra os sinais de células cerebrais do rato para o estudo Sistema de rede com vários mapas (a esq.) que pode suportar um grande número de códigos únicos combinatórios usados para associar novas memórias com informação espacial específica (a dir.)
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Pesquisador registra os sinais de células cerebrais do rato para o estudo
Sistema de rede com vários mapas (a esq.) que pode suportar um grande número de códigos únicos combinatórios usados para associar novas memórias com informação espacial específica (a dir.)

Cientistas da Norwegian University of Science and Technology descobriram que a localização espacial está intimamente ligada à formação de novas memórias no cérebro.

A pesquisa mostra que o cérebro não tem apenas uma maneira de criar um mapa interno de sua localização como se pensava anteriormente.

Os resultados sugerem que, em vez de apenas um sentido único de localização, o cérebro tem uma série de "módulos" dedicados à auto localização. Cada módulo contém seu próprio sistema de mapeamento interno, como um GPS, que mantém o controle de movimento, e tem características que distinguem uns dos outros.

"Temos pelo menos quatro sentidos da localização. Cada um tem sua própria escala para representar o ambiente externo. Os módulos diferentes reagem de forma diferente às mudanças no ambiente", afirma o pesquisador Edvard Moser.

O trabalho, realizado com ratos, é o primeiro a mostrar que uma parte do cérebro que não responder diretamente a entrada sensorial, chamada de córtex de associação, está organizada em módulos.

Avanços técnicos

O cérebro dos ratos é do tamanho de uma uva, enquanto a área que controla o sentido de localização e da memória é comparável em tamanho a uma pequena semente de uva. Esta pequena área tem milhões de células nervosas.

A equipe trabalhou por mais de quatro anos para adquirir medidas eletrofisiológicas nessas regiões no cérebro dos ratos. Novas técnicas de medição e um avanço técnico permitiram que Hanne Stensola e seus colegas medissem a atividade em até 186 células da rede. A célula da rede é uma célula especializada por sua característica de criar redes hexagonais do mapa mental do cérebro sobre seus arredores.

"Sabíamos que os 'mapas em redes' nesta área do cérebro tinham resoluções que abrangem diferentes escalas, mas não sabíamos como as escalas eram independentes umas das outras. Em seguida, descobrimos que os mapas foram organizados em quatro a cinco módulos com diferentes escalas, e que cada um destes módulos reagiu ligeiramente diferente a alterações no seu ambiente. Esta independência pode ser utilizado pelo cérebro para criar novas combinações, uma ferramenta muito útil para a formação da memória", explica Stensola.

Depois de analisar a atividade de cerca de mil células da rede, os pesquisadores foram capazes de concluir que o cérebro não tem apenas uma maneira de criar um mapa interno de sua localização, mas sim várias.

De acordo com Moser, os investigadores por enquanto são capazes de dizer com confiança de que há pelo menos quatro módulos diferentes, e que eles têm visto evidências claras de um quinto, podendo haver até 10 módulos diferentes.

Ele diz, no entanto, que os pesquisadores precisam realizar mais medições antes que tenham coberto a área inteira de redes no cérebro. "Até este momento medimos menos de metade da área", afirma.

Além do tempo e os desafios envolvidos na realização desses tipos de medições, há outra boa razão para que os pesquisadores ainda não tenham concluído esta tarefa. A região inferior do sentido da área de localização, o córtex entorrinal, tem uma resolução que é praticamente impossível de medir.

"Acreditamos que os pontos de coordenadas para alguns desses mapas tenham até 10 metros de distância. Para medir isso, precisaríamos de um laboratório maior e de tempo para testar a atividade em toda a área. Trabalhamos com ratos, que correr enquanto fazemos medições no seu cérebro", explica Moser.

A equipe acredita que parte do que torna a descoberta da rede de módulos tão especial é que ele muda completamente a compreensão de como o cérebro organiza fisicamente as funções abstratas. Previamente, os investigadores mostraram que as células do cérebro em sistemas sensoriais estão diretamente adjacentes umas às outras e tendem a ter o mesmo padrão de resposta.

A nova pesquisa mostra que uma organização modular também é encontrada nas partes mais altas do córtex, longe de áreas dedicadas aos sentidos ou saídas motores.

"Esta é a primeira vez que uma função cerebral tem sido mostrada para ser organizada desta forma em escalas diferentes. Descobrimos uma nova forma para o funcionamento da rede neural", conclui Moser.

Fonte: Isaude.net
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