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Isolação do nervo renovada para criar a aprendizagem a longo prazo

Um estudo novo publicado em fevereiro de 2020, na neurociência da natureza do jornal, mostra que a aprendizagem a curto prazo ocorre ràpida, mas para que transforme-se uma memória a longo prazo, os neurónios devem formar mais myelin, um material gordo de isolamento.

As memórias são complicadas. Quando alguns últimos por toda a vida, outro se desvanecerem rapidamente. O mecanismo atrás da criação da memória é ainda desconhecido, mas os detalhes estão vindo iluminar-se pouco a pouco, alguns bastante surpreendentes. Um é a descoberta que o myelin é a base da criação da aprendizagem a longo prazo.

Se isto é levado a cabo, poderia permitir que as terapias novas estejam desenvolvidas para tratar as circunstâncias distressing causadas por memórias indesejáveis e intrusivos, tais como a desordem cargo-traumático do esforço (PTSD). A razão para tais memórias persistentes é a impressão forte criada por estes eventos neurológicos no tecido de cérebro.

O estudo actual encontrou que, nos ratos, uma situação de ameaça induziu uma resposta temível, que se tornasse rapidamente instruída. Contudo, isto foi associado simultaneamente com as mudanças mais de grande envergadura do cérebro. Nós encontramos que uma única, breve experiência deaprendizagem pode causar mudanças a longo prazo no myelination e mudanças neurophysiological associadas dentro do cérebro que pode ser detectado mesmo um mês mais tarde.”

Myelin

O Myelin é uma substância gorda lisa branca que alinhe muitas das fibras de nervo (axónio) no corpo. O Myelin é formado pelos neurónios especializados chamados oligodendrocytes, de que enwrap as fibras de nervo que originam de determinadas pilhas de nervo. Isto repetiu o envolvimento de formulários que uma coberta grossa comps da proteína assim como da gordura.

O Oligodendrocyte forma bainhas de myelin de isolamento em torno dos axónio do neurônio no sistema nervoso central. Crédito de imagem: Juan Gaertner/Shutterstock
Formulários do Oligodendrocyte que isolam bainhas de myelin em torno dos axónio do neurônio no sistema nervoso central. Crédito de imagem: Juan Gaertner/Shutterstock

Sabe-se para ser um isolador mas formulários uma bainha interrompida sobre a fibra. Os pontos desencapados são chamados os nós de Ranvier e permitem que os impulsos de nervo viajem em uma série de saltos do nó ao nó, um pouco do que continuamente ao longo do comprimento da fibra. Isto aumenta a velocidade do curso do impulso.

Esta função é crucial às redes de informação melhor-usadas no cérebro, aonde um maior parte dos impulsos do cérebro viaja para lá e para cá. Nestas áreas, alguns axónio de alta velocidade esticam 3 pés ou mais, apesar de ser muitas vezes mais finos do que uma única costa do cabelo. Estes caminhos longos dão ao cérebro a capacidade para responder imediatamente ao comando o mais ligeiro mover outro um ou grupo do músculo para executar uma acção.

Na condição muscular progressiva chamada esclerose múltipla, a indicação é dano do myelin e perda de controle de músculo. Contudo, as mudanças submetidas pelo myelin no cérebro saudável são compreendidas pouco.

Uma descoberta importante foi que o myelin está formado dentro do cérebro quando as memórias a longo prazo são formadas, e especialmente quando o indivíduo aprender um movimento muscular complexo tal como patinar, assim como quando uma aprendizagem espaço-associada ocorrer (se um rato em um labirinto está aprendendo a maneira de volta a seu lugar mais adiantado. Esta que encontra foi uma adição crucial ao facto já conhecido de que as conexões neuronal novas estão feitas quando a aprendizagem a longo prazo está ocorrendo.

O estudo

Os experimentadores usaram os ratos, mantidos em uma câmara de acondicionamento com uma escala de sugestões ambientais quando um choque elétrico pequeno foi dado ao pé de cada rato. Os pesquisadores encontraram que os ratos aprenderam ràpida temer o ambiente específico associado com o choque precedente. Após apenas uma exposição o rato congelou-se quando foi posto para trás nesse ambiente, mesmo quando nenhum choque foi dado. Os cientistas pensam que esta é uma expressão do medo que recordam em colaboração com esse ambiente.

Estes ratos foram substituídos agora com os outro que tinham sido alterados genetically de modo que não pudessem produzir o myelin. Estes ratos igualmente aprenderam temer o ambiente específico com a uma experiência de aprendizagem baseada no medo. Congelaram-se quando expor a essa sugestão na câmara mesmo quando nenhum choque era experiente. Contudo, suas memórias desvaneceram-se afastado rapidamente. Ou seja sem formação do myelin, as memórias medo-baseadas não consolidam e não se tornam permanentes. Estes ratos foram encontrados igualmente para ter alterações duradouros à actividade neural no córtice pré-frontal.

O estudo actual adiciona à evidência existente que a formação do myelin é essencial a reforçar e a manter estas conexões novas de modo que a memória se torne persistente. Ou seja o myelin ajuda não somente o formulário e executa movimentos físicos mas no estabelecimento de memórias duráveis.

Como o myelin actua para fazer este? Pode-se ser que sua capacidade para aumentar a velocidade do sinal e a eficiência da condução ao longo das ajudas dos axónio para mudar os sinais importantes do nervo da maneira viajem ao longo das redes principais do nervo.

O pesquisador Simon que a bandeja comenta, “este estudo é um avanço significativo em nossa compreensão de como o cérebro se remodela em resposta a uma experiência de aprendizagem. Uma propriedade cardinal do myelin é sua estabilidade, que excepcionalmente posições para apoiar a resistência, mesmo de vida, as memórias nos seres humanos, os ratos, e os outros animais.”

Implicações

Encontrar o papel exacto jogado por esta substância na aprendizagem ajudará a descobrir a maneira que aprende é realizado, como as memórias são formadas, e como o humor e as perturbações da ansiedade podem ser tratados e identificado usando estas descobertas.

Por exemplo, um estudo mais adiantado encontrou que, capitalizando na pesquisa mais adiantada por Jonah Chan que é envolvido igualmente no estudo actual, o fumarate do clemastine da droga do antistamínico que poderia ser útil no tratamento da esclerose múltipla poderia ser usado para estabelecer a memória medo-induzida condicionada de duração nos ratos.

Quando os veteranos com PTSD se submeteram a MRI de seus cérebros, a região hippocampal do cérebro pareceu ter um índice superior à média do myelin. Isto é interessante porque a consolidação da memória para os transformar de curto à memória a longo prazo ocorre nesta área.

A pergunta é, poderia o myelination ser parte da razão, pelo menos, para a função anormal da memória em PTSD? Diz Mazen Kheirbek, do “plasticidade Myelin poderia ser benéfico para aprendizagem especializada tal como o jogo de um piano ou a recordação de lugar, mas também prejudicial se conduz às respostas persistentes, overgeneralized do medo às situações diárias.”

Chan resume, “nós estamos vendo agora que o processo de geração e de myelination do oligodendrocyte pode ser bastante dinâmico no cérebro adulto normal. É um formulário da plasticidade que respondem à experiência e que causa mudanças duradouros. Este é um conceito muito recente que nós somos nos primeiros dias da exploração.”

Journal reference:

Pan, S., Mayoral, S.R., Choi, H.S. et al. Preservation of a remote fear memory requires new myelin formation. Nat Neurosci (2020). https://doi.org/10.1038/s41593-019-0582-1

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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