Como o cérebro consolida memórias - e o que pode falhar na doença de Alzheimer

Para fixarmos lembranças, o cérebro “repassa” o que aconteceu quando estamos em repouso, numa espécie de modo de repetição interna. Um novo estudo em ratinhos indica que perturbações neste mecanismo de repetição podem estar ligadas à perda de memória que acompanha a doença de Alzheimer.

A equipa de investigação do University College de Londres considera que estes resultados podem abrir caminho a formas de identificar a doença mais cedo e, no futuro, a estratégias para tratar danos cerebrais associados.

Placas, proteínas e sintomas: o que ainda não se compreende

“A doença de Alzheimer é causada pela acumulação de proteínas nocivas e placas no cérebro, levando a sintomas como perda de memória e dificuldades de orientação - mas ainda não é totalmente claro como, ao certo, estas placas interferem com os processos normais do cérebro”, explica a neurocientista Sarah Shipley.

“Quisemos perceber como a função das células cerebrais muda à medida que a doença se desenvolve, para identificar o que está por trás destes sintomas.”

Hipocampo e células de lugar na doença de Alzheimer: o que o estudo mediu

No estudo, os ratinhos receberam uma condição semelhante à de Alzheimer, com acumulações tóxicas da proteína amiloide-beta no cérebro. Ao percorrerem labirintos, os animais mostraram sinais de dificuldade em fixar um mapa espacial na memória.

Durante as tarefas no labirinto e também nos períodos de descanso entre sessões, Shipley e os seus colegas acompanharam a actividade no hipocampo, uma região cerebral que inclui neurónios de memória espacial conhecidos como células de lugar.

Para um animal conseguir recordar por onde passou, estas células têm de disparar numa ordem específica. Quando as memórias são “guardadas” para armazenamento de mais longo prazo, essa sequência de activação volta a ocorrer - como uma repetição que ajuda a consolidar a informação.

O que mudou com as placas de amiloide-beta: repetição sem estrutura

A frequência com que estas repetições aconteciam não diminuiu nos ratinhos com placas de amiloide-beta. O que se alterou foi a ordem das sequências: como se as memórias fossem cenas de um pequeno filme que, em vez de serem arquivadas de forma contínua, fossem cortadas e guardadas em partes desconexas.

Esta desorganização também ficou visível no comportamento no labirinto. Os ratinhos afectados esqueciam-se frequentemente de que áreas já tinham visitado - por vezes dentro da própria sessão. Além disso, com o tempo, as células de lugar tornaram-se menos estáveis: a correspondência entre cada célula e a localização que representava ficou progressivamente baralhada.

Indícios relevantes para humanos e pistas ao nível de neurónios individuais

Embora tenha sido usado um modelo de Alzheimer em cérebro de ratinho, os investigadores defendem que há boas razões para suspeitar de um problema semelhante em pessoas com doença de Alzheimer - algo que poderá ser confirmado por estudos futuros.

“Descobrimos uma falha na forma como o cérebro consolida memórias, visível ao nível de neurónios individuais”, afirma o neurocientista Caswell Barry.

“O mais marcante é que os eventos de repetição continuam a ocorrer - mas perderam a sua estrutura normal. Não é que o cérebro deixe de tentar consolidar memórias; é o próprio processo que se desorganizou.”

Uma doença complexa, com várias causas possíveis

A doença de Alzheimer é complexa e envolve múltiplos factores de risco. Existem várias causas potenciais e inúmeros efeitos no cérebro, que podem actuar em conjunto ou de forma independente.

Parte da dificuldade para os investigadores está em separar o que impulsiona a progressão do Alzheimer do que surge como consequência - e há também incerteza quanto ao papel exacto da acumulação de amiloide-beta em cada fase.

Porque estes resultados importam: diagnóstico precoce e alvos terapêuticos

Trabalhos como este acrescentam peças ao “puzzle”, ajudando a compor uma visão mais completa do Alzheimer - e de como causas e consequências se encaixam à medida que a funcionalidade cerebral se degrada ao longo do tempo.

Cada descoberta deste tipo aumenta a possibilidade de detectar sinais da doença mais cedo, o que pode dar mais tempo para implementar tratamentos e medidas de apoio, além de orientar o desenvolvimento de terapias dirigidas a mecanismos específicos do Alzheimer.

Neste caso, os autores apontam para a hipótese de, um dia, existirem fármacos capazes de melhorar a nitidez da repetição no hipocampo, actuando sobre a actividade das células de lugar. Ainda assim, isso só será viável quando mais investigação conseguir identificar com precisão os processos envolvidos e como podem ser ajustados de forma segura.

O papel do repouso e do sono na consolidação da memória (perspectiva adicional)

Estes resultados reforçam a ideia de que os momentos de repouso - e, possivelmente, o sono - são mais do que simples “pausas”: podem ser janelas activas em que o cérebro reorganiza informação e estabiliza memórias. Se a repetição no hipocampo perde coerência, a dificuldade em recordar trajectos e construir mapas mentais pode tornar-se um dos sinais mais precoces e incapacitantes.

Também se abre espaço para pensar em testes que avaliem, de forma indirecta, esta consolidação - por exemplo, combinando tarefas de navegação com registos de actividade cerebral. Se for possível encontrar um marcador fiável deste padrão de repetição desorganizada, isso poderá ajudar a identificar a doença de Alzheimer antes de existir dano extenso.

Próximos passos

“Esperamos que os nossos resultados ajudem a desenvolver testes para detectar o Alzheimer cedo, antes de ocorrer dano alargado, ou que conduzam a novos tratamentos dirigidos a este processo de repetição”, diz Barry.

A investigação foi publicada na revista Biologia Atual.