Ao nascer, um bebê precisa armazenar uma enorme quantidade de informações sobre o mundo. Se você já parou para analisar, deve ter percebido que os bebês são extremamente observadores e curiosos. Eles precisam dessa análise para aprender a entender como o mundo funciona, as comunicações e outros detalhes importantes para entender o mundo. Por isso, os bebês são máquinas de absorver conhecimento, intrigando cientistas com a velocidade em que eles adquirem novas informações.
O bebê é capaz de absorver tantas informações porque ele tem muito “espaço vazio” em seu cérebro. Esses espaços são as “sinapses silenciosas”. Sinapses são as conexões entre os neurônios; essas sinapses silenciosas, por sua vez, são conexões imaturas entre neurônios ainda sem atividade de neurotransmissores. Os cientistas acreditam que elas são o “hardware” que permite esse rápido aprendizado e enorme armazenamento de informações, principalmente entre os bebês.
No entanto, acreditava-se que as sinapses silenciosas estavam presentes apenas durante o desenvolvimento inicial, ou seja, apenas entre os bebês. Essa descoberta de milhões de sinapses silenciosas em adultos muda muito o que se pensava sobre o aprendizado em cérebros adultos. O estudo que descreve a descoberta foi publicado em um artigo de acesso restrito a pagamento no periódico Nature.
Para o estudo, os pesquisadores utilizaram ratos. Dentre outros motivos, um dos principais para a utilização de ratos nos estudos é o fato de que a fisiologia dos ratos é muito semelhante à dos humanos. Nos ratos adultos, os cientistas descobriram que cerca de 30% de todas as sinapses existentes no córtex cerebral são silenciosas.
“Essas sinapses silenciosas estão procurando novas conexões e, quando novas informações importantes são apresentadas, as conexões entre os neurônios relevantes são fortalecidas. Isso permite que o cérebro crie novas memórias sem substituir as memórias importantes armazenadas em sinapses maduras, que são mais difíceis de mudar”, explica em um comunicado Dimitra Vardalaki, estudante de pós-graduação do MIT e principal autora do estudo.
As sinapses vazias foram descobertas pela primeira vez algumas décadas atrás, justamente em camundongos. No entanto, acreditava-se que, ao longo do desenvolvimento e do aprendizado, elas todas se “enxiam”. Dessa forma, as sinapses silenciosas desapareciam, conforme se pensava – até agora.
No artigo, os cientistas destacam que “os adultos mantêm uma capacidade de plasticidade neural e aprendizagem flexível que sugere que a formação de novas conexões ainda é prevalente”.
Uma descoberta inesperada
Quando realizaram a descoberta, os pesquisadores não estavam procurando os neurônios silenciosos. “A primeira coisa que vimos, que foi super bizarra e não esperávamos, foi que havia filopódio em todos os lugares”, conta Mark Harnett, professor associado de ciências cerebrais e cognitivas e membro do Instituto McGovern de Pesquisa do Cérebro do MIT.
Em um estudo anterior, Harnett, junto de sua equipe, havia demonstrado que em um único neurônio, os dendritos (diversas ramificações semelhantes a raízes que saem dos neurônios) são capazes de processar a entrada sináptica de diversas maneiras diferentes, dependendo de sua localização, nos ajudando, por exemplo, a realizar cálculos complexos.
No novo estudo, então, os cientistas queriam medir os receptores de neurotransmissores em diferentes ramos dendríticos utilizando uma técnica chamada eMAP (Análise Ampliada do Proteoma de preservação de epítopos).
Filopódio, termo que Harnett se referiu em sua fala citada, são saliências de uma fina membrana que se estendem de dendritos. Ao investigar melhor, os pesquisadores viram que elas se relacionam às sinapses silenciosas quando liberaram glutamato junto a uma corrente elétrica, ativando as conexões silenciosas.
“As sinapses no cérebro adulto têm um limiar muito maior, presumivelmente porque você quer que essas memórias sejam bastante resilientes. Você não quer que eles sejam constantemente substituídos. Filopodio, por outro lado, pode ser capturado para formar novas memórias”, diz Harnett.
“Os filópodes permitem que um sistema de memória seja flexível e robusto. Você precisa de flexibilidade para adquirir novas informações, mas também precisa de estabilidade para reter as informações importantes”, diz Harnett.
