'Time Cells' no cérebro pode ser mais crucial do que jamais percebemos: WebCuriosos

Quando se trata de como experimentamos, interagimos e navegamos em nosso mundo, o tempo é tudo. E novas pesquisas em ratos sugerem que um conjunto específico de células é fundamental para a maneira como aprendemos comportamentos complexos que dependem do tempo.

A descoberta de uma equipe da Universidade de Utah nos EUA poderia eventualmente ajudar a detectar o início das doenças neurodegenerativas que afetam a percepção do tempo, como a de Alzheimer.

Para criar uma memória para seus próprios arquivos pessoais, seu cérebro deve codificar o tempo e a sequência dos eventos enquanto você os experimenta. Cria essa linha do tempo usando circuitos na medial lobo temporal (MTL), um dos quais é a medial córtex entorrinal (MEC).

Este circuito MEC tem 'células de tempo' que disparam em momentos específicos durante as tarefas, em uma escala de segundos e minutos, um tipo de metrônomo interno orgânico que nos ajuda a acompanhar o tempo no momento.

Os cientistas suspeitam que este 'cronômetro' possa deixar sua marca Memórias episódicasentão os 'quadros' da nossa experiência são repetidos em sequência, com um ritmo embutido. Mas, para isso, essas células do tempo precisariam de dinâmica de aprendizado que lhes permitam codificar diferentes contextos temporais.

Sabemos que 'células espaciais' dentro do MTL podem reorganizar seus 'campos de disparo' de acordo com contextos espaciais, à medida que um animal se move através de ambientes diferentes e em mudança.

Os pesquisadores queriam investigar se as células do tempo têm uma capacidade semelhante de 'reformular' para diferentes contextos temporais. Eles combinaram uma tarefa de aprendizado complexa baseada no tempo com imagens cerebrais para assistir a padrões de atividade da célula do tempo.

Se as células do tempo são tão flexíveis quanto seus primos espaciais, a equipe hipotetizadoentão “(1) seqüências distintas de células do tempo se tornarão ativas à medida que os animais aprendem a identificar um novo contexto temporal, formando um mapa ou 'linha do tempo' exclusivos de cada contexto temporal e (2) tal dinâmica apóia o aprendizado do comportamento de tempo”.

O primeiro julgamento envolveu os ratos concluindo uma tarefa na qual o momento dos eventos foi crucial, distinguindo entre um estímulo de odor com tempo variável, para obter uma recompensa.

Os padrões na atividade das células do tempo eram consistentes, independentemente do padrão de estímulo de odor, mas se tornaram mais complexos à medida que os ratos aprendiam, desenvolvendo 'escalas de tempo' únicas correspondentes a cada estímulo.

E quando os ratos erraram o estudo, os pesquisadores notaram, suas células do tempo também dispararam na ordem errada.

“As células do tempo devem ser ativas em momentos específicos durante o estudo”, diz Neurobiologista Hyunwoo Lee. “Mas quando os ratos cometeram erros, essa atividade seletiva se tornou confusa”.

Quando os pesquisadores bloquearam quimicamente o MEC, desativando as células do tempo dos ratos, os animais ainda foram capazes de perceber e prever o tempo de eventos, mas tornou-se impossível aprender a tarefa baseada no tempo do zero.

“Surpreendentemente, as células do tempo desempenham um papel mais complicado do que apenas o tempo de rastreamento”. diz O primeiro autor do estudo, neurobiologista Erin Bigus.

“O MEC não está agindo como um cronômetro realmente simples, necessário para rastrear o tempo em qualquer circunstância simples. Seu papel parece estar realmente aprendendo esses relacionamentos temporais mais complexos”.

Esta pesquisa pode levar a uma melhor compreensão das condições psicológicas, onde as pessoas experimentam tempo de maneira muito diferente, como a de Alzheimer, que já conhecemos afeta o MEC no início de sua progressão.

“Estamos interessados ​​em explorar se tarefas complexas de comportamento de tempo podem ser uma maneira útil de detectar o início precoce da doença de Alzheimer”. diz Autor sênior do estudo, o neurobiologista James Heys.

Há também crescente interesse Em como a 'cegueira do tempo' – um sintoma de TDAH e autismo – surge. Entender como o tempo é mapeado e registrado no cérebro também pode ajudar a progredir investigações lá.

Os pesquisadores observam que, embora eles achassem que o MEC tem um papel claro no tempo, existem outras regiões no MTL, como o hipocampo e lateral córtex entorrinalisso também codifica o tempo.

“Uma direção futura clara envolverá testar a necessidade de outras regiões MTL”, a equipe escreve.

Esta pesquisa foi publicada em Neurociência da natureza.