Ponte entre hemisférios: Caminhos alternativos conectam áreas distantes em lados opostos do cérebro

© IVANEI BRAMATI / INSTITUTO D'OR

Um mistério que há quase meio século persiste sem explicação na neurociência pode ter sido esclarecido agora por um grupo de pesquisadores brasileiros e ingleses. Pessoas que nascem sem um importante feixe de fibras nervosas que conecta os dois hemisférios cerebrais, o corpo caloso, em princípio teriam dificuldade em associar o aprendizado e a memória armazenados em lados opostos do cérebro. Acontece que o cérebro de algumas delas parece preservar essa habilidade, um paradoxo bastante conhecido dos neurocientistas, mas nunca devidamente esclarecido. Em um artigo publicado em maio na revista PNAS, da Academia de Ciências dos Estados Unidos, os pesquisadores relatam uma possível explicação para esse antigo quebra-cabeça. Eles verificaram que o cérebro de pessoas que nascem sem o corpo caloso parece ser capaz de criar rotas alternativas e garantir a comunicação entre os dois hemisférios cerebrais. No estudo, coordenado pelos médicos Fernanda Tovar-Moll e Roberto Lent, ambos do Instituto D’Or de Pesquisa e Ensino (IDOr) e do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), o grupo identificou e descreveu morfologicamente esses novos caminhos, que parecem compensar a ausência dessa importante estrutura cerebral.

Situado na região central do cérebro, o corpo caloso funciona como uma ponte conectando os hemisférios direito e esquerdo por meio de 200 milhões de fibras nervosas. Ainda nos anos 1960, pesquisadores verificaram que a remoção cirúrgica do corpo caloso — procedimento conhecido como calosotomia — prejudicava a capacidade das pessoas de perceber e interpretar o mundo. Eles constataram que a comunicação entre os dois hemisférios era seriamente comprometida nas pessoas em que essa estrutura havia sido retirada cirurgicamente para tratamento de distúrbios neurológicos, como a epilepsia. Por ser considerada um procedimento paliativo, e não curativo, além de bastante agressivo e invasivo, a calosotomia era e ainda é usada apenas em casos muito específicos. “Acreditava-se que a remoção do corpo caloso impediria, no caso da epilepsia, que as conexões neuronais que não funcionam adequadamente e desencadeiam as convulsões se espalhassem para neurônios do hemisfério vizinho”, explica Fernanda.

Nos casos cirúrgicos, a remoção desse conjunto de fibras pode ser completa. O procedimento interrompe a troca de informações entre os dois hemisférios cerebrais, desencadeando a síndrome de desconexão inter-hemisférica. A pessoa cujo corpo caloso é completamente retirado por meio de cirurgia pode se tornar incapaz de dizer o nome de um objeto caso, vendada, o apanhe com a mão esquerda. Isso porque o reconhecimento tátil dessa mão é processado pelo hemisfério direito do cérebro, enquanto a fala é controlada pelo hemisfério esquerdo. E, para perceber um objeto e dizer seu nome, é preciso que os dois hemisférios troquem informações entre si. Segundo Fernanda, o que explica essa incapacidade no caso dessas pessoas é o fato de o sinal não conseguir passar do lado direito para o esquerdo por conta da ausência dessa ponte.

Mas há tempos também se sabe que o mesmo não acontece com quem nasce sem essa estrutura cerebral. Em 1968, o neurocientista Roger Sperry, prêmio Nobel de Medicina ou Fisiologia em 1981, verificou que pessoas que nascem sem o corpo caloso são capazes de reconhecer e dizer o nome de qualquer objeto, independentemente da mão com a qual o seguram. Essa constatação, também conhecida como paradoxo de Sperry, deixava os neurocientistas intrigados, porque não se sabia ao certo como um hemisfério se comunicava com o outro na ausência do corpo caloso.

Problemas de formação
No estudo da PNAS, Fernanda e seus colaboradores avaliaram seis pessoas de ambos os sexos com idade entre seis e 33 anos e problemas na formação do corpo caloso que variavam de sua ausência completa (agenesia) até o desenvolvimento de um corpo caloso atrofiado. Dos voluntários que participaram do estudo, dois não tinham o corpo caloso; dois o tinham em tamanho menor que o normal (hipoplasia); e outros dois apresentavam apenas partes da estrutura formada (disgenesia parcial). Ao realizarem testes de reconhecimento tátil e visual, os pesquisadores verificaram que a comunicação entre os dois hemisférios do cérebro das pessoas que nasceram sem o corpo caloso ou com apenas parte dele era praticamente igual à observada em um grupo de controle, composto por pessoas com cérebros saudáveis.

Na tentativa de entender melhor como o cérebro dos dois grupos funcionava de modo semelhante, os pesquisadores mapearam seus cérebros por meio de técnicas de ressonância magnética estrutural (RM) que permitem visualizar as conexões neurais e técnicas de ressonância magnética funcional (RMf), que mede a atividade cerebral a partir de variações no fluxo sanguíneo regional. O grupo observou que, diferentemente do cérebro das pessoas saudáveis ​​e de pacientes que tiveram o corpo caloso retirado em cirurgia, os cérebros das pessoas que não tinham o corpo caloso ou que o tinham malformado apresentavam vias nervosas alternativas ligando os dois hemisférios, possivelmente desde o nascimento. “Identificamos em pessoas que haviam nascido sem o corpo caloso, e também nas que o tinham parcialmente formado, um conjunto de fibras nervosas formando feixes compactos que conectam regiões responsáveis pela transferência de informações táteis entre os dois hemisférios”, relata Fernanda. Seriam duas as rotas alternativas de comunicação entre os hemisférios cerebrais. Segundo a médica, elas ligam, bilateralmente, a região do córtex parietal posterior, área relacionada ao reconhecimento tátil.

O grupo acredita que esses circuitos cerebrais alternativos, no caso das pessoas que nascem sem o corpo caloso, são gerados durante o desenvolvimento embrionário – entre a 12ª e a 20ª semana de gestação –, quando a plasticidade anatômica do cérebro é alta e capaz de desviar o crescimento dos axônios, a parte do neurônio responsável pela condução de impulsos elétricos de uma célula para outra. A essa capacidade do cérebro de reconectar áreas distantes, os neurocientistas se referem como plasticidade de longa distância. Os pesquisadores ainda não sabem se o cérebro de todos aqueles que nascem sem o corpo caloso desenvolve essas rotas alternativas. Mas o fato de as terem observado em alguns casos já indica que é possível. Por enquanto, os resultados obtidos pelo grupo de Fernanda e Lent não só esclarecem esse antigo paradoxo como também sugerem que mesmo as longas ligações formadas no cérebro durante seu desenvolvimento podem ser modificadas, provavelmente em resposta a fatores ambientais ou genéticos, abrindo caminho para uma melhor compreensão de uma série de doenças humanas resultantes de conexões neuronais anormais formadas durante o desenvolvimento intrauterino.

Artigo científico

TOVAR-MOLL, F. et al. Structural and functional brain rewiring clarifies preserved inter-hemispheric transfer in humans born without the corpus callosum. PNAS. mai. 2014. 

Fonte: Revista Fapesp on line -edição 220

Por: Rodrigo de Oliveira Andrade

Mentes Persistentes: Pesquisadores querem entender o que faz o cérebro de algumas pessoas resistir aos efeitos do mal de Alzheimer

Os cérebros de quatro senhoras com idades entre 80 e 82 anos que morreram recentemente em São Paulo contam um pouco mais sobre a complexidade do mal de Alzheimer. Amostras desses cérebros, doados ao banco de encéfalos da Universidade de São Paulo (USP), foram analisadas ao microscópio e revelaram o amontoado de placas e emaranhados de proteínas que são a marca típica dos estágios avançados do Alzheimer. Era de esperar, portanto, que essas mulheres tivessem sofrido na última década de vida sérios problemas de perda de memória e de cognição, como dificuldade de se expressar e de perceber o espaço a sua volta. Entrevistas com familiares e cuidadores das idosas, porém, provaram que elas viveram lúcidas até o fim.

“Ninguém entende exatamente por que essas pessoas não desenvolveram demência”, admite o neuroanatomista Carlos Humberto Andrade-Moraes, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Seu doutorado, feito sob a supervisão do neurocientista Roberto Lent, da mesma universidade, é o primeiro no mundo a analisar o número total de células do cérebro de idosos conhecidos como doentes de Alzheimer assintomáticos. O estudo, publicado com outros pesquisadores da UFRJ e da USP em dezembro na Brain, concluiu que o número de neurônios dos assintomáticos é praticamente igual ao de idosos saudáveis, diferentemente do que se vê no cérebro de pessoas com Alzheimer que desenvolvem demência, a perda de memória e da capacidade cognitiva. Na demência há uma redução drástica de neurônios no hipocampo e no córtex, as regiões cerebrais responsáveis pela consolidação da memória e pelo raciocínio.

Em média, uma em cada 10 pessoas com mais de 65 anos apresenta os sinais clínicos do Alzheimer. A doença se manifesta primeiro com pequenos deslizes de memória, que com o tempo ficam mais frequentes, seguidos de falhas no julgamento moral, na percepção do espaço e do tempo e do aumento na dificuldade de se comunicar. A sobrevida média é de oito anos, ao longo dos quais os sintomas se agravam até a incapacitação total.

Há algum tempo se sabe que a demência é provocada pela destruição das sinapses, os trilhões de conexões entre os 86 bilhões de neurônios, as células cerebrais que armazenam e transmitem informações, das quais emergem as memórias e os pensamentos. Um neurônio saudável recebe até 10 mil sinapses de outros neurônios, trocando sinais elétricos e substâncias que o mantêm vivo. Impedidos de manter as sinapses no Alzheimer, os neurônios atrofiam e morrem. Como consequência, o volume do hipocampo e a espessura do córtex diminuem, o que pode ser visto em imagens de ressonância magnética. Segundo o neurologista Márcio Balthazar, que atende pessoas com Alzheimer no Hospital das Clínicas da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), as neuroimagens podem ajudar no diagnóstico da doença, mas ainda não substituem os testes laboratoriais, clínicos e psicológicos.

Em parceria com o neurologista Fernando Cendes, da Unicamp, Balthazar e seus colaboradores vêm apostando no aperfeiçoamento de uma nova forma de identificar o Alzheimer precocemente: o uso de neuroimagens para avaliar a atividade cerebral, e não apenas a anatomia. A ideia é observar em imagens de ressonância magnética funcional a atividade do cérebro quando os pacientes estão relaxados, sem pensar em nada. “Mesmo com a pessoa em repouso, vemos que algumas áreas do cérebro são ativadas simultaneamente, pulsando em uma mesma frequência, o que sugere que sejam grupos de neurônios se comunicando”, explica Balthazar. “Uma pessoa com Alzheimer tem essa rede menos conectada.”

Em artigo publicado em novembro na Psychiatric Research: Neuroimaging, o grupo da Unicamp conseguiu distinguir com cerca de 70% de acerto as neuroimagens da atividade cerebral em repouso de pessoas com sintomas moderados de demência daquelas de idosos saudáveis. Os pesquisadores observaram ainda uma relação entre as falhas de conexão da rede e o grau de perda de memória.

Quanto mais cedo melhor
“Esperamos aperfeiçoar o método para realizar o diagnóstico cada vez mais precocemente”, conta Balthazar. Apesar de o Alzheimer permanecer sem cura, quanto antes o diagnóstico for feito mais eficazes são as intervenções que aliviam os sintomas: o uso de inibidores de acetilcolinesterase e a realização de terapia ocupacional, reabilitação psicológica e atividade física, além do planejamento da família para o futuro.

Como a demência senil pode ter outras causas – problemas vasculares e outras doenças degenerativas –, o diagnóstico do Alzheimer em geral só é confirmado após a morte. A autópsia do tecido cerebral revela um excesso das chamadas placas neuríticas, ancoradas em ramificações dos neurônios, e dos emaranhados neurofibrilares, no interior dos neurônios atrofiados. Esses sinais são encontrados especialmente no hipocampo e no córtex cerebral. Até alguns anos atrás, a maioria dos pesquisadores acreditava que as placas neuríticas eram as responsáveis pelas disfunções sinápticas. Mas estudos recentes feitos pela equipe da neurocientista Fernanda De Felice e do bioquímico Sergio Teixeira Ferreira, ambos da UFRJ, vêm demonstrando que as placas, apesar de tóxicas, não são a causa principal da eliminação das sinapses e da morte dos neurônios (ver Pesquisa FAPESP n. 157).

De fato, as placas são formadas pelo acúmulo de pequenas moléculas de beta-amiloide. Normalmente produzida pelo cérebro, essa proteína sofre deformações no Alzheimer. Muitos pesquisadores, porém, hoje acreditam que são amontoados bem menores de beta-amiloide – os oligômeros, capazes de se difundir para dentro e para fora dos neurônios – os responsáveis por interferir nas sinapses. Outras pesquisas sugerem que esses oligômeros também formam os emaranhados neurofibrilares, que impedem o transporte de substâncias dentro dos neurônios e contribuem para a sua morte. Segundo esse raciocínio, a formação das placas seria uma tentativa do organismo de varrer os oligômeros para fora das células e para longe das sinapses. “As placas seriam protetoras e não causadoras da demência”, diz Andrade-Moraes.

A descoberta dos doentes de Alzheimer assintomáticos reforçou essa hipótese. As primeiras descrições desses casos surgiram em estudos que acompanharam centenas de idosos nos Estados Unidos. A comparação dos exames clínicos a que essas pessoas eram submetidas periodicamente com a análise de seus cérebros após a morte revelou que de 25% a 40% dos casos diagnosticados histologicamente como sendo Alzheimer não haviam desenvolvido demência. “Embora permaneça duvidoso se esses indivíduos continuariam clinicamente normais se tivessem vivido mais tempo, eles parecem ter sido capazes de compensar ou atrasar o aparecimento dos sintomas de demência”, escreveu em 2012 o neuropatologista Juan Troncoso, da Universidade Johns Hopkins, Estados Unidos, um dos primeiros a chamar a atenção para os pacientes assintomáticos.

Segundo Andrade-Moraes, antes do estudo publicado na Brain nenhum trabalho sobre o impacto do Alzheimer no número de células do cérebro havia comparado indivíduos com e sem demência. “Queríamos saber se os assintomáticos teriam alguma alteração na composição das células cerebrais”, ele diz.

© ANDRADE-MORAES, C.H. ET AL. BRAIN, 2013 4 BALTHAZAR, M.L. ET AL. PSYCHIATRY RESEARCH, 2013

A pesquisa foi feita em parceria com a equipe da neuropatologista Lea Grinberg, coordenadora do Banco de Encéfalos Humanos da USP, que, além de analisar os cérebros de idosos mortos em São Paulo, investiga, por meio de questionários com familiares e cuidadores, como era o desempenho cognitivo dessas pessoas até 10 anos antes de sua morte.

Os pesquisadores da USP e da UFRJ selecionaram 14 cérebros de mulheres que morreram entre os 71 e os 88 anos (a prevalência do Alzheimer é um pouco maior entre as mulheres). Cinco tinham um nível de placas considerado normal para a idade, enquanto as demais apresentavam o excesso característico do Alzheimer. Dessas últimas, cinco apresentavam sinais de demência e quatro eram assintomáticas.

Menos neurônios, mais glia
Os cérebros foram processados na UFRJ em uma máquina, o fracionador isotrópico automático, construído pela equipe de Lent (ver Pesquisa FAPESP nº 192). A máquina transforma porções de cérebro em uma suspensão homogênea, contendo o núcleo das células. Anticorpos coloridos que se ligam ao núcleo dos neurônios permitem distingui-los das demais células do cérebro, as células da glia.

Como esperado, o hipocampo das mulheres com demência tinha metade do número de neurônios encontrado no hipocampo das saudáveis e das assintomáticas – aquelas com demência também tinham menos neurônios no córtex todo. Ao mesmo tempo, o cérebro das pessoas com demência tinha uma proporção maior de células da glia. “Essas células aumentam de número para proteger os neurônios, mas com o progresso da doença provocam uma inflamação que piora os sintomas de demência”, explica Andrade-Moraes. Ele, porém, não encontrou diferença significativa -– no número de neurônios e de células da glia – entre o cérebro de idosos saudáveis e o de idosos com Alzheimer assintomáticos.

“Os assintomáticos devem possuir algum mecanismo fisiológico desconhecido que protege suas redes de neurônios dos efeitos dos oligômeros”, suspeita. “Algo afasta os oligômeros das sinapses, agregando-os rapidamente em placas.”

Para ele, um candidato a explicar esse mecanismo é a atuação mais eficiente da insulina no cérebro dos assintomáticos. Diferentemente do que ocorre em outros órgãos, o papel da insulina no cérebro parece não ser o controle do metabolismo de açúcar, mas a consolidação da memória e a formação de novas sinapses. Experimentos in vitro e com animais feitos por Fernanda De Felice e Sérgio Ferreira vêm demonstrando que a insulina protege os neurônios da ação dos oligômeros. Em artigo publicado em dezembro na Cell Metabolism, eles apresentaram novos mecanismos neuronais que provocam a perda de sinapses em camundongos e macacos com sinais semelhantes aos de Alzheimer. Parte do doutorado de Mychael Lourenço, esse trabalho mostrou ainda que um remédio usado para tratar diabetes tipo 2, a liraglutida, bloqueou os danos neuronais em modelos animais de Alzheimer. Atualmente uma equipe do Imperial College de Londres testa a liraglutida em 200 pessoas com Alzheimer.

Outra hipótese é que os assintomáticos possuem uma maior reserva cognitiva, talvez resultado de uma rede de sinapses mais complexa do que a dos que desenvolvem demência. Essa reserva permitiria resistir mais aos efeitos dos oligômeros. Essa ideia vem da observação de que os assintomáticos costumam ser pessoas com um nível de escolaridade maior ou que aprenderam a falar e a escrever cedo na infância. Na Unicamp, Balthazar tenta confirmar o efeito protetor da reserva cognitiva comparando a conectividade das redes neuronais em pacientes idosos com diferentes graus de escolaridade, hábitos de leitura e vida social. n

Projetos
Instituto Brasileiro de Neurociência e Neurotecnologia – Brainn (n° 2013/07559-3); Modalidade Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid); Coord. Fernando Cendes – FCM/Unicamp; Investimento R$ 13.621.302,32 (FAPESP).

Artigos científicos
ANDRADE-MORAES, C.H. et al. Cell number changes in Alzheimer’s disease relate to dementia, not to plaques and tangles. Brain. dez. 2013.
LOURENCO, M.V. et al. TNF-  Mediates PKR-dependent memory impairment and brain IRS-1 inhibition induced by Alzheimer’s ß-amyloid oligomers in mice and monkeys. Cell Metabolism. 3 dez. 2013.
BALTHAZAR, M.L. et al. Whole cortical and default mode network mean functional connectivity as potential biomarkers for mild Alzheimer’s disease. Psychiatry Research. 11 nov. 2013. 

Fonte: Revista Fapesp on line - Edição 215 - 2014

Por: Igor Zolnerkevic

Pesquisadores criam memória falsa em camundongos

Novo estudo ajuda a compreender como uma memória real pode ser alterada no momento em que é relembrada

Cientistas conseguiram implantar no cérebro dos roedores uma memória traumática falsa, fazendo com que eles passassem a sentir medo de um ambiente completamente seguro (Thinkstock)

 Os cientistas sabem há bastante tempo que as memórias não são confiáveis. Uma série de pesquisas já mostrou que as lembranças de eventos reais podem ser irremediavelmente alteradas no cérebro humano — e o que resta é uma memória falsa, guardando pouca relação com o que, de fato, aconteceu. O que os pesquisadores não sabem, no entanto, é qual o exato mecanismo pelo qual uma lembrança se transforma em fantasia. Uma pesquisa publicada nesta quinta-feira na revista Science traz novas pistas sobre o tema. No estudo, cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) conseguiram, pela primeira vez, implantar uma memória falsa no cérebro de camundongos, representando fatos traumáticos que eles não viveram.

O meio pelo qual uma a lembrança é armazenada no cérebro é um debate antigo entre os cientistas. As pesquisas mais recentes indicam que elas são registradas através de mudanças químicas e físicas em conjuntos específicos de neurônios, chamados engramas. Segundo os pesquisadores, esses grupos de neurônios parecem funcionar como peças de Lego: cada vez que um evento é relembrado, o cérebro reconstrói o passado a partir desses tijolos de dados. Mas, cada vez que a memória é acessada, ela pode ser “montada” de um jeito diferente — o que permite distorções.

No ano passado, os mesmos cientistas do MIT haviam desenvolvido um método para localizar no cérebro de camundongos os neurônios responsáveis por uma memória específica. Usando uma técnica chamada optogenética — que torna algumas células do corpo sensíveis a raios de luz —, eles marcaram a localização desses neurônios e, ao aplicar pulsos localizados de luz, mostraram que era possível ligá-los e desligá-los, ativando e desativando as memórias associadas.

Dessa vez, eles usaram a mesma técnica para acessar uma memória antiga e alterá-la, fazendo o animal "recordar" algo que ele nunca viveu. "Estudos anteriores foram incapazes de descobrir quais as regiões e os circuitos cerebrais responsáveis pela geração de falsas memórias. Nosso experimento fornece o primeiro modelo animal no qual memórias falsas e verdadeiras podem ser investigadas diretamente”, diz Susumu Tonegawa, professor de biologia e neurociência no MIT e um dos autores do estudo.

Enganando o cérebro — A primeira fase do estudo se concentrou em criar uma memória real nos camundongos. Eles foram colocados em uma caixa segura e puderam explorar o local livremente. Enquanto se locomoviam pelo ambiente, os pesquisadores examinaram seu cérebro, identificando quais neurônios eram responsáveis por registrar as memórias dessa caixa.

No dia seguinte, os animais foram colocados em uma segunda caixa, onde foram submetidos a dolorosos choques elétricos nos pés. Ao mesmo tempo, os cientistas usaram as técnicas da optogenética para ativar os neurônios que haviam registrado as memórias da primeira caixa.

No terceiro dia, os camundongos foram colocados de volta na primeira caixa. Em vez de voltarem a explorar o local, os animais ficaram paralisados de medo. Eles não se lembravam mais que o ambiente era seguro e passaram a associar o ambiente aos choques. Ou seja: ao ativar as memórias da primeira caixa em um momento de dor, os pesquisadores conseguiram alterar o conteúdo da lembrança, forjando assim uma falsa recordação.

Segundo os cientistas, o experimento explica como, nos seres humanos, as memórias de determinado fato podem ser alterados pelo simples ato de relembrá-las. "Assim como aconteceu com os ratos, uma experiência do passado pode ser associada a um evento adverso ou prazeroso que a pessoa esteja sentindo no momento da lembrança, formando uma falsa memória", disse Tonegawa.

A pesquisa foi realizada em três etapas. Na primeira, o animal foi colocado em uma caixa segura e os pesquisadores registraram quais os neurônios envolvidos nas lembranças desse ambiente. Na segunda, o animal tomou choques elétricos enquanto as lembranças do primeiro ambiente eram ativadas. Por fim, ele foi colocado de volta na primeira caixa, onde ficou com medo de tomar choques, embora isso nunca tenha acontecido ali — só em suas memórias

Fantasia e realidade — A técnica ainda é muito rudimentar e invasiva para ser aplicada em seres humanos. Mesmo que algum dia seja segura o suficiente para isso, ainda não está claro se poderá ser usada para manipulações complexas de memória como as mostradas nos filmes Brilho Eterno de uma Mente sem Lembranças, O Vingador do Futuro e Blade Runner.

Ainda assim, a pesquisa desperta uma série de questões científicas e filosóficas. Ao questionar a realidade das lembranças e ao sugerir a possibilidade de inventá-las, os pesquisadores colocam em cheque a própria memória humana, fundamental para a construção da identidade e a compreensão do mundo. “Nosso experimento mostra o quão reconstrutivo é o processo da memória. Uma lembrança não é uma cópia em papel carbono da realidade, mas sim uma reconstrução constante do mundo”, diz Steve Ramirez, pesquisador do MIT que também participou do estudo.

Fonte: Revista Veja julho/2013

Ler preserva a memória

 

Atividades que exercitam o cérebro, como ler, diminuem até 15% perda de memória

Cultivar o hábito de ler e escrever regularmente pode contribuir para preservar a memória por mais tempo. Estudo feito por pesquisadores do Centro Médico da Universidade Rush, de Chicago, com 294 idosos indica que se dedicar a esse tipo de atividade reduz a velocidade do processo de deterioração mental (Neurology, 3 de julho). Essas práticas saudáveis podem diminuir até 15% o ritmo de progressão da perda da memória. ”Nosso estudo mostra que adotar atividades que estimulam o cérebro ao longo da vida, desde a infância até a idade avançada, é importante para manter a saúde mental na velhice”, diz Robert S. Wilson, principal autor do trabalho. Não abandonar esse estilo de vida com o passar dos anos também se mostrou importante. O declínio cerebral entre os idosos que liam ou escreviam com frequência ainda na velhice ocorreu em um ritmo 32% mais lento do que entre os que faziam isso com uma constância menor. Os velhos que quase nunca se dedicavam a essas atividades apresentaram uma velocidade de deterioração mental 48% maior do que os que liam e escreviam esporadicamente. Os pesquisadores acompanharam os participantes do estudo durante cerca de seis anos, até o momento de sua morte, em média aos 89 anos. Anualmente, submeteram os idosos a testes de memória e cognição e os entrevistaram sobre seus hábitos de leitura ao longo da vida. Fizeram ainda uma autópsia no cérebro dos velhos para determinar a incidência de lesões e placas associadas a demências. 

Fonte: Revista Fapesp - Edição 209 - Julho de 2013 
Imagem:  Léo Ramos

Perdidos no espaço

Falta do neurotransmissor acetilcolina prejudica a memorização de informações do ambiente

Corte do cérebro mostra, em verde, neurônios com produção de acetilcolina diminuída

 

A capacidade de aprender um caminho diferente para o trabalho ou de se situar em uma cidade nova depende em parte de um composto químico específico, naturalmente produzido pelo organismo e responsável pela troca de informações entre as células cerebrais. Esse composto é a acetilcolina, o primeiro neurotransmissor conhecido – identificado em 1921 pelo médico e farmacologista alemão Otto Loewi – e um dos quase 40 que atuam no cérebro.

O papel da acetilcolina na aquisição e na consolidação da memória espacial foi demonstrado agora por duas equipes de pesquisadores brasileiros em artigo publicado online em 8 de outubro na revista PNAS. O grupo coordenado pelo casal de bioquímicos Vania e Marco Antonio Prado, pesquisadores do Centro de Pesquisas Robarts e da Universidade de Western Ontario, no Canadá, e o time liderado pelo neurocientista Iván Izquierdo na Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul verificaram que camundongos com carência desse neurotransmissor em algumas regiões cerebrais tinham mais dificuldade para reconhecer um ambiente em que estiveram antes.

Esse feito ficou evidente em um teste no qual os pesquisadores colocaram os animais para nadar em uma piscina onde havia uma plataforma submersa. Embora sejam bons nadadores, os roedores não gostam de água e sempre buscam um lugar em que possam se manter secos, como a tal plataforma. Os animais que produzem níveis adequados de acetilcolina costumam memorizar rapidamente o caminho até a plataforma.

 Já no segundo dia de testes eles a localizaram facilmente com a ajuda de pistas deixadas pelos pesquisadores, como uma flor ou uma bandeira pendurados nas paredes da sala, próximo à piscina. Já os camundongos geneticamente alterados para secretar menos acetilcolina no hipocampo (região cerebral associada à formação da memória) encontraram muito mais dificuldade nessa tarefa. Embora fossem superativos e nadassem muito mais rapidamente, esses roedores tinham dificuldade em localizar a plataforma mesmo depois de 4 dias de treino.

O desempenho foi ainda pior quando o teste se tornou um pouco mais complicado. Numa segunda bateria de experimentos, os pesquisadores trocaram a plataforma de lugar a fim de verificar se os animais eram capazes de esquecer a localização que conheciam e de aprender a nova posição da plataforma. Enquanto os roedores com níveis normais de acetilcolina descobriam o novo caminho nos primeiros dias após o novo teste, aqueles com menos acetilcolina no cérebro praticamente não a conseguiram localizar. “Os animais com carência desse neurotransmissor não têm essa flexibilidade”, explica Marco Antonio Prado, que começou a desenvolver camundongos geneticamente alterados para produzir menos acetilcolina há quase 10 anos, quando era pesquisador da Universidade Federal de Minas Gerais (ver Pesquisa FAPESP nº 128).

Em paralelo ao déficit de memória espacial, os camundongos com carência de acetilcolina no hipocampo também apresentaram alteração em um processo eletrofisiológico chamado potenciação de longa duração, necessário para a formação de vários tipos de memória de longa duração.

Há quase 30 anos se suspeita que a acetilcolina influenciasse a memória espacial. Mas os pesquisadores não dispunham de estratégias que permitissem confirmar esse efeito. As técnicas de reduzir a liberação de acetilcolina no cérebro eram menos refinadas e exigiam a destruição dos neurônios que produzem o neurotransmissor. O problema é que as mesmas células que fazem a acetilcolina também sintetizam outros neurotransmissores, como o glutamato. Assim, não era possível saber se dificuldade de se lembrar de informações do ambiente eram consequência da falta da acetilcolina ou do glutamato. Marco Antonio e Vania conseguiram eliminar esse problema ao inserir em camundongos um gene que bloqueava apenas a liberação de acetilcolina em algumas regiões cerebrais.

“A supressão da acetilcolina afetou uma forma de memória bastante específica, além de um fenômeno mais geral, comum à formação de várias formas de memória”, conta Izquierdo. Considerado um dos mais respeitados estudiosos da memória no mundo, ele começou a colaborar com o casal Prado alguns anos atrás, quando os três foram convidados pelo médico Ricardo Brentani, diretor-presidente da FAPESP até 2011, a investigar a função no organismo desempenhada pelo príon celular, a versão saudável da proteína causadora do mal da vaca louca (ver Pesquisa FAPESP nº 148).

“A falta de acetilcolina impede que a memória espacial se fixe”, explica Izquierdo. Para ele, essa constatação é importante por sua potencial aplicabilidade. Pessoas com Alzheimer – a doença neurodegenerativa mais comum em idosos, caracterizada pela perda progressiva da memória – em geral apresentam redução nos níveis de acetilcolina em algumas regiões cerebrais. Por essa razão, uma das classes de medicamentos mais usados para amenizar os efeitos da doença tenta reverter a carência desse neurotransmissor. Compostos como tacrine, galantamina e rivastagmina ajudam a aumentar a disponibilidade de acetilcolina no sistema nervoso central, mas seus benefícios costumam ser moderados.

Os resultados apresentados na PNAS ajudam a entender por quê. No Alzheimer, explica Izquierdo, são afetadas as memórias visual, auditiva, de números e de reconhecimento de rostos, além da espacial. E o fato de outras formas de memória sofrerem prejuízo sugere que o nível de outros neurotransmissores, como o glutamato, também possam estar alterados, o que não seria corrigido pelos medicamentos que tentam aumentar a concentração de acetilcolina. “Agora que conhecemos a influência da acetilcolina sobre a memória espacial”, diz Izquierdo, “talvez se possa pensar em desenvolver estratégias de tratamento mais adequadas, porque sabemos que é preciso interferir em outros mecanismos além da liberação de acetilcolina”.

Artigo científico

MARTYN, A.C. et al. Elimination of the vesicular acetylcholine transporter in the forebrain causes hyperactivity and deficits in spatial memory and long-term potentiation. PNAS. 8 de out. 2012.

Fonte: Revista Fapesp edição on line

Por: Ricardo Zorzetto 

Imagem: © XAVIER DE JAEGER / ROBARTS RESEARCH INSTITUTE