Todo dia, o cérebro transforma impressões passadas, ideias criativas e experiências emocionais em memórias duradouras. Essas memórias moldam nossa identidade e nos ajudam nas decisões. Uma pergunta central na neurociência é como o cérebro decide quais informações guardar e por quanto tempo.
Pesquisas recentes mostram que as memórias de longo prazo se formam por meio de mecanismos moleculares que ativam diferentes áreas do cérebro. Usando um sistema de realidade virtual com camundongos, cientistas descobriram fatores regulatórios que ajudam a transferir memórias para estados mais estáveis ou deixá-las desaparecer.
Um estudo recente revela como várias regiões do cérebro trabalham juntas para reorganizar memórias ao longo do tempo. Existem pontos de verificação que ajudam a avaliar a importância de cada memória e sua durabilidade.
“Essa descoberta é fundamental, pois explica como ajustamos a durabilidade das memórias”, diz Priya Rajasethupathy, chefe do laboratório de Dinâmica Neural e Cognição. “O que escolhemos lembrar é um processo que está sempre em evolução.”
Ao longo dos anos, os pesquisadores se concentraram principalmente em dois centros de memória: o hipocampo, que é responsável pela memória de curto prazo, e o córtex, que armazena as memórias de longo prazo. Era acreditado que essas memórias permanentes eram controladas por interruptores biológicos.
O conceito antigo sugeria que, uma vez que uma memória fosse marcada para armazenamento a longo prazo, ela duraria indefinidamente. Esse modelo, embora útil, não explicava por que algumas memórias duram semanas e outras ficam vivas por décadas.
Em 2023, Rajasethupathy e sua equipe descreveram um circuito cerebral que conecta os sistemas de memória de curto e longo prazo. Um elemento central desse caminho é o tálamo, que ajuda a decidir quais memórias devem ser mantidas e as direciona para o córtex para estabilização.
Essas descobertas levantam novas perguntas: o que acontece com as memórias depois que deixam o hipocampo e quais processos moleculares determinam se uma memória se torna duradoura ou desaparece?
Para investigar, os cientistas criaram um ambiente de realidade virtual que permitiu que os camundongos formassem memórias específicas. “Andrea Terceros, um pós-doc no meu laboratório, criou um modelo comportamental que nos permitiu explorar essa questão de maneira nova”, conta Rajasethupathy. “Variando a frequência de certas experiências, conseguimos fazer com que os camundongos lembrassem algumas coisas melhor que outras e, em seguida, analisássemos o cérebro para ver quais mecanismos estavam ligados à persistência da memória.”
Só a correlação não esclareceu as perguntas principais. Por isso, a co-líder do estudo, Celine Chen, criou uma plataforma de triagem baseada em CRISPR para alterar a atividade gênica no tálamo e no córtex. Isso mostrou que remover certas moléculas alterou quanto tempo as memórias duravam. Cada molécula teve seu próprio tempo de ação.
Os resultados indicam que a memória de longo prazo não depende de um único interruptor, mas de uma sequência de programas que regulam genes, como se fossem cronômetros moleculares no cérebro. Os primeiros cronômetros são rápidos, mas desaparecem rapidamente. Já os cronômetros posteriores ativam-se mais lentamente, dando suporte estrutural necessário para que experiências importantes persistam.
A equipe identificou três reguladores transcricionais essenciais para manter memórias: Camta1 e Tcf4 no tálamo, e Ash1l no córtex cingulado anterior. Essas moléculas não são necessárias para a formação inicial da memória, mas são fundamentais para preservá-la. Destruir Camta1 e Tcf4 enfraqueceu conexões entre o tálamo e o córtex, resultando em perda de memória.
Conforme o modelo, a formação da memória começa no hipocampo. Camta1 e seus alvos ajudam a manter essa memória inicial intacta. Com o tempo, Tcf4 e seus alvos são ativados para fortalecer a adesão celular e o suporte estrutural. Por fim, Ash1l promove programas de remodelação da cromatina que reforçam a estabilidade da memória.
“Se você não ativar essas memórias nesses cronômetros, você tende a esquecê-las rapidamente”, diz Rajasethupathy.
Ash1l pertence a uma família de proteínas conhecidas como metiltransferases de histonas, que ajudam a manter funções semelhantes à memória em outros sistemas. “No sistema imunológico, essas moléculas ajudam o corpo a lembrar infecções passadas. Durante o desenvolvimento, essas mesmas moléculas ajudam as células a lembrar que se tornaram neurônios ou músculos, mantendo essa identidade a longo prazo”, explica Rajasethupathy. “O cérebro pode estar reaproveitando essas formas universais de memória celular para apoiar memórias cognitivas.”
Essas descobertas podem ajudar a enfrentar doenças relacionadas à memória. Rajasethupathy acredita que, entendendo os programas gênicos que preservam a memória, os cientistas poderão direcionar caminhos de memória em áreas do cérebro danificadas, como no Alzheimer. “Se soubermos quais são as áreas importantes para a consolidação da memória e tivermos neurônios morrendo na primeira área, talvez possamos contornar a região afetada e deixar partes saudáveis do cérebro assumirem”, sugere.
Os próximos passos da equipe de Rajasethupathy incluem descobrir como esses cronômetros moleculares são ativados e o que determina sua duração. Isso envolve investigar como o cérebro avalia a importância de uma memória e decide quanto tempo ela deve durar. O tálamo continua a ser um ponto central nesse processo.
“Estamos interessados em entender a vida de uma memória além de sua formação inicial no hipocampo”, afirma Rajasethupathy. “Acreditamos que o tálamo, e suas interações paralelas com o córtex, são centrais nesse processo.”
