Algumas populações de neurônios processam simultaneamente sensações e memórias. Novo trabalho mostra como o cérebro gira essas representações para evitar interferência.
Para descobrir como o cérebro impede que novas informações sensoriais e memórias de curto prazo se misturem, Timothy Buschman, neurocientista da Universidade de Princeton, e Alexandra Libby, estudante de pós-graduação no laboratório dele, decidiram se concentrar na percepção auditiva em ratos. Os resultados mostraram que o cérebro faz uma rotação das memórias e, assim, consegue preservá-las.
Os pesquisadores puseram os animais para ouvir passivamente sequências de quatro acordes repetidamente, que permitiram aos ratos estabelecer associações entre os conjuntos de notas, de modo que, ao ouvir um acorde inicial, pudessem prever quais sons se seguiriam.
Buschman e Libby observaram como esses padrões mudavam à medida que os ratos construíam suas associações. Eles descobriram que, com o tempo, as representações neurais de acordes associados começaram a se assemelhar.
Os pesquisadores queriam determinar como o cérebro deve estar corrigindo essa interferência retroativa para preservar memórias precisas. Então, eles treinaram outro classificador para identificar e diferenciar padrões neurais que representavam memórias dos acordes nas sequências. O classificador encontrou padrões intactos de atividade nas memórias dos acordes reais que foram ouvidos.
As representações da memória foram organizadas no que os neurocientistas descrevem como uma dimensão “ortogonal” às representações sensoriais, todas dentro da mesma população de neurônios.
Buschman comparou isso a ficar sem espaço em um papel enquanto estivesse tomando notas manuscritas. “Quando isso acontecer, você girará o seu pedaço de papel 90º e começará a escrever nas margens. E isso é basicamente o que o cérebro está fazendo”, disse ele.
Analisando experimentalmente, os cientistas notaram que a atividade dos neurônios podia ser dividida nitidamente em duas categorias. Alguns eram “estáveis” em seu comportamento durante as representações sensoriais e de memória, enquanto outros neurônios de “troca” mudavam os padrões de suas respostas para cada uso. Para a surpresa dos pesquisadores, essa combinação de neurônios estáveis e mutantes foi suficiente para girar as informações sensoriais e transformá-las em memória. “Essa é toda a magia”, disse Buschman.
A reportagem completa sobre a publicação pode ser acessada no website da revista Quanta Magazine.
O artigo que apresenta a pesquisa pode ser acessado por meio do DOI: 10.1038/s41593-021-00821-9
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