Pesquisadores da Universidade Rockefeller descobriram um sistema escalonado de mecanismos moleculares que ajuda a determinar quanto tempo as memórias persistem no cérebro. Usando tarefas de aprendizado baseadas em realidade virtual em camundongos, a equipe identificou reguladores genéticos chave que estabilizam experiências importantes ao longo do tempo, em achados publicados na Nature.
Todo dia, o cérebro transforma impressões fugazes em memórias que podem durar de minutos a anos. Um novo estudo da Universidade Rockefeller relata que esse processo depende de uma rede coordenada de "temporizadores" moleculares que guiam as memórias da formação inicial para uma estabilidade de longo prazo em múltiplas regiões cerebrais.
De acordo com a Universidade Rockefeller e um resumo no ScienceDaily, a pesquisa foi liderada pela neurocientista Priya Rajasethupathy, chefe do Laboratório Familiar Skoler Horbach de Dinâmicas Neurais e Cognição. Seu grupo mostrou anteriormente que o tálamo atua como um relé chave entre o hipocampo, onde as memórias são formadas pela primeira vez, e o córtex, onde as memórias de longo prazo são armazenadas. O novo trabalho se baseia nessa fundação ao identificar programas genéticos que mantêm as memórias vivas por períodos progressivamente mais longos.
Para sondar esses mecanismos, a primeira autora Andrea Terceros e colegas desenvolveram um modelo comportamental baseado em realidade virtual para camundongos, que permitiu à equipe controlar rigorosamente quantas vezes os animais experimentavam contextos particulares e quando os encontravam. Ao variar a repetição, os cientistas puderam tornar algumas experiências mais memoráveis que outras e depois examinar quais vias moleculares estavam associadas à persistência da memória.
A coautora principal Celine Chen usou uma plataforma de triagem baseada em CRISPR para manipular a atividade gênica no tálamo e no córtex. Como descrito pelo ScienceDaily e outros veículos, essa abordagem ajudou a demonstrar que moléculas específicas não afetam se uma memória se forma em primeiro lugar, mas influenciam fortemente quanto tempo ela dura.
Ao longo desses experimentos, a equipe identificou três reguladores transcricionais críticos para manter as memórias ao longo do tempo: Camta1 e Tcf4 no tálamo, e Ash1l no córtex cingulado anterior. O estudo relata que perturbar Camta1 e Tcf4 enfraquece as conexões funcionais entre o tálamo e o córtex e leva à perda de memória.
Os pesquisadores propõem um modelo escalonado no qual a formação de memória começa no hipocampo. Camta1 e seus alvos downstream ajudam a sustentar esse traço inicial, atuando como um temporizador rápido, mas de curta duração. Com o tempo, Tcf4 e seus alvos são ativados para reforçar a adesão celular e suporte estrutural, estendendo a vida útil da memória. Finalmente, Ash1l no córtex ativa programas de remodelação de cromatina que tornam a memória mais robusta e persistente.
"A menos que você promova memórias para esses temporizadores, acreditamos que você está predisposto a esquecê-las rapidamente", disse Rajasethupathy em comentários divulgados pela Universidade Rockefeller e citados por vários veículos de notícia. Os achados desafiam modelos antigos que enquadravam o armazenamento de memória como um simples interruptor molecular ligado/desligado, retratando-o em vez disso como um processo dinâmico e estruturado no tempo.
Ash1l pertence a uma família de metiltransferases de histonas conhecidas por preservar "memórias celulares" de longa duração em outros sistemas biológicos, como memória imunológica e manutenção da identidade celular durante o desenvolvimento. Rajasethupathy observa que o cérebro pode estar reaproveitando esses mecanismos amplamente utilizados para apoiar memórias cognitivas.
O trabalho também aponta para implicações potenciais para condições como a doença de Alzheimer. Ao mapear os programas transcricionais e circuitos que estabilizam memórias, pesquisadores esperam que, em princípio, terapias futuras possam rotear informações por vias alternativas se algumas regiões estiverem danificadas, ajudando partes mais saudáveis do cérebro a compensar.
Olhando para o futuro, a equipe planeja investigar como esses temporizadores moleculares são ligados e desligados e como o cérebro avalia quais experiências são importantes o suficiente para serem promovidas ao longo dessa sequência. De acordo com o ScienceDaily, seus resultados destacam o tálamo como um hub central na decisão de quais memórias são estabilizadas e por quanto tempo. O estudo, intitulado Thalamocortical transcriptional gates coordinate memory stabilization, aparece na Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09774-6).
