Neurociência | New Era
Uma conversa, uma música ou um acontecimento da infância podem permanecer na memória durante décadas. Entretanto, os sinais elétricos utilizados pelos neurônios duram apenas milissegundos. Como uma atividade tão breve pode produzir lembranças que persistem por anos?
A resposta envolve modificações físicas e químicas nas conexões entre neurônios, além da reorganização de circuitos cerebrais. A memória não depende de um único local de armazenamento, mas de processos biológicos que transformam experiências em padrões duradouros de atividade neural.
1. Como uma experiência começa a formar uma memória
Quando vivenciamos um acontecimento, diferentes regiões cerebrais processam simultaneamente informações visuais, auditivas, emocionais e espaciais.
Essas informações são transmitidas por neurônios através de potenciais de ação — impulsos elétricos produzidos por alterações no fluxo de íons através da membrana celular.
Nas sinapses, os sinais elétricos provocam a liberação de neurotransmissores, moléculas que modificam a atividade de outros neurônios.
Entretanto, a formação de uma memória exige mais do que a transmissão momentânea desses sinais. É necessário que a experiência provoque alterações relativamente persistentes na comunicação entre células nervosas.
Esse fenômeno é conhecido como plasticidade sináptica: a capacidade das conexões neuronais de modificar sua eficiência em resposta à atividade.
Referência científica: Neuroscience — Long-Term Synaptic Potentiation (NCBI Bookshelf).
2. Como as conexões entre neurônios se fortalecem
(funcionamento dos receptores NMDA e AMPA durante a potenciação de longa duração (LTP), mecanismo importante para a plasticidade sináptica.)
Um dos mecanismos mais estudados da formação de memórias é a potenciação de longa duração, conhecida pela sigla LTP (Long-Term Potentiation).
Quando determinadas sinapses são ativadas em condições específicas, sua capacidade de transmitir sinais pode aumentar por períodos prolongados.
Em muitas sinapses excitatórias do hipocampo, esse processo envolve receptores NMDA, que permitem a entrada de cálcio no neurônio quando condições elétricas e químicas apropriadas são atingidas.
O aumento do cálcio intracelular ativa proteínas responsáveis por modificar a transmissão sináptica, incluindo mecanismos que aumentam a presença ou a eficiência dos receptores AMPA.
Para que algumas dessas alterações persistam por períodos mais longos, também podem ocorrer mudanças na expressão genética, síntese de proteínas e estrutura das sinapses.
Dessa maneira, uma experiência pode deixar alterações físicas mensuráveis nos circuitos cerebrais.
A LTP é considerada um importante mecanismo celular relacionado à aprendizagem, embora não explique isoladamente todas as formas de memória.
Referência científica: Long-term plasticity in the hippocampus — FEBS Journal (2021).
3. O papel do hipocampo na formação das lembranças
O hipocampo, estrutura localizada no lobo temporal medial, desempenha um papel fundamental na formação de muitas memórias episódicas — aquelas relacionadas a acontecimentos vividos.
Durante uma experiência, diferentes regiões do córtex cerebral processam características específicas do ambiente. O hipocampo participa da associação dessas informações, permitindo que elementos distintos sejam posteriormente recuperados como parte de um mesmo episódio.
Por exemplo, lembrar de uma viagem pode envolver a integração de imagens, sons, lugares e acontecimentos.
Estudos clínicos demonstram que lesões bilaterais extensas no sistema hipocampal podem comprometer profundamente a capacidade de formar novas memórias episódicas, mesmo quando outras habilidades cognitivas permanecem relativamente preservadas.
Isso não significa que todas as memórias estejam armazenadas exclusivamente no hipocampo. Diferentes tipos de aprendizagem dependem de circuitos cerebrais distintos.
Referência científica: The role of engram cells in the systems consolidation of memory — Nature Reviews Neuroscience (2018).
4. Como as memórias se tornam duradouras
(a reativação hipocampal durante o sono e as oscilações cerebrais associadas à consolidação da memória.)
Após a aprendizagem, as representações neurais de uma experiência continuam passando por modificações. Esse processo é chamado de consolidação da memória.
Durante o sono, especialmente em determinados estágios do sono não REM, o hipocampo apresenta episódios de reativação de padrões neuronais relacionados a experiências anteriores.
Essas reativações podem ocorrer em associação com oscilações elétricas do hipocampo, do tálamo e do córtex cerebral.
Pesquisas indicam que essa atividade coordenada contribui para a reorganização e estabilização de representações distribuídas entre diferentes regiões cerebrais.
Ao longo do tempo, algumas memórias tornam-se menos dependentes do hipocampo para sua recuperação, embora essa transformação varie conforme o tipo e as características da lembrança.
O sono, portanto, não representa simplesmente uma interrupção da atividade cerebral: ele participa ativamente de processos envolvidos na manutenção e reorganização das memórias.
Referência científica: Sleep — A brain-state serving systems memory consolidation — Neuron (2023).
5. Onde uma memória realmente existe?
(microscopia de fluorescência mostrando neurônios associados a um engrama de memória no hipocampo de um camundongo.)
Uma das descobertas importantes da neurociência é que uma memória não corresponde necessariamente a um único neurônio ou a uma região cerebral isolada.
Pesquisadores utilizam o conceito de engrama para descrever conjuntos de células e alterações nos circuitos neurais associados à representação de uma memória.
Em experimentos com animais, técnicas de identificação e manipulação de populações neuronais demonstraram que determinados grupos de células ativados durante a aprendizagem podem participar da recuperação posterior da experiência.
Esses resultados oferecem evidências de que lembranças dependem de padrões específicos de conectividade e atividade distribuídos pelo cérebro.
Entretanto, ainda existem questões importantes: como determinadas memórias permanecem acessíveis durante décadas? Como seus componentes são modificados ao longo do tempo? E por que algumas lembranças desaparecem enquanto outras persistem?
A ciência já identificou diversos mecanismos celulares e circuitos envolvidos na memória, mas a explicação completa de sua estabilidade e transformação continua sendo objeto de investigação.
Referência científica: Engram neurons: Encoding, consolidation, retrieval, and forgetting of memory — Molecular Psychiatry (2023).
Nota editorial
Este artigo apresenta mecanismos neurobiológicos associados à formação, consolidação e recuperação de memórias, com base em pesquisas experimentais e revisões científicas. Embora a plasticidade sináptica, o hipocampo e os circuitos de engramas sejam componentes importantes desse processo, a memória envolve diferentes sistemas cerebrais e mecanismos ainda em investigação.
A New Era busca apresentar evidências científicas de maneira acessível, distinguindo conhecimentos estabelecidos de questões que permanecem abertas à pesquisa.
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