Cientistas da Keck School of Medicine da University of Southern California identificaram uma organização em quatro camadas de tipos de neurônios na região CA1 do hipocampo do camundongo, um centro chave para memória, navegação e emoção. O estudo, publicado na Nature Communications em dezembro de 2025, usa imagens avançadas de RNA para mapear atividade genética em dezenas de milhares de neurônios e revela faixas mutáveis de células especializadas que podem ajudar a explicar diferenças comportamentais e vulnerabilidades a doenças.
O hipocampo, crucial para formar memórias, navegação espacial e aspectos do processamento emocional, é conhecido há muito por variar funcionalmente em suas sub-regiões. Um novo estudo do Mark and Mary Stevens Neuroimaging and Informatics Institute (Stevens INI) na Keck School of Medicine da USC relata uma estrutura em camadas previamente invisível dentro da sub-região CA1 do hipocampo do camundongo.
Publicado online na Nature Communications em 3 de dezembro de 2025, a pesquisa descreve quatro faixas contínuas de neurônios piramidais CA1, cada uma distinguida por um padrão específico de expressão gênica. O trabalho se baseia no anterior Hippocampus Gene Expression Atlas da equipe, que havia sugerido que o CA1 poderia abrigar subcamadas ocultas de tipos celulares.
Usando uma técnica de rotulagem de RNA chamada RNAscope combinada com microscopia de fluorescência de alta resolução, os pesquisadores rotularam quatro genes marcadores e examinaram tecido CA1 de camundongo em resolução de molécula única. De acordo com o estudo, eles quantificaram aproximadamente 332.938 transcritos de RNA em 58.065 células da camada piramidal, criando um atlas celular detalhado que delineia limites entre tipos de neurônios distintos ao longo de todo o eixo CA1.
Sua análise mostrou que os neurônios CA1 estão organizados em quatro lâminas finas e contínuas que se estendem ao longo do comprimento rostrocaudal do hipocampo. Essas lâminas formam camadas laminares que diferem em espessura e posição dependendo da sub-região CA1, em vez de formar uma mistura uniforme de tipos celulares.
“Nosso estudo mostra que os neurônios CA1 estão organizados em quatro faixas finas e contínuas, cada uma representando um tipo diferente de neurônio definido por uma assinatura molecular única. Essas camadas não são fixas no lugar; em vez disso, elas se deslocam sutilmente e mudam de espessura ao longo do hipocampo”, disse o autor sênior Michael S. Bienkowski, PhD, professor assistente de fisiologia e neurociência e de engenharia biomédica na Keck School of Medicine da USC.
A co-primeira autora Maricarmen Pachicano, pesquisadora de doutorado no Center for Integrative Connectomics do Stevens INI, destacou a clareza visual dos dados: “Quando visualizamos padrões de RNA gênico em resolução de célula única, pudemos ver listras claras, como camadas geológicas na rocha, cada uma representando um tipo distinto de neurônio.”
Os autores relatam que essa organização em camadas oferece um novo quadro para entender por que partes diferentes do CA1 suportam comportamentos diferentes, incluindo memória, navegação e emoção, e por que alguns tipos de neurônios parecem mais vulneráveis em distúrbios como a doença de Alzheimer e epilepsia, nos quais o hipocampo é frequentemente afetado precocemente. Trabalhos anteriores mostraram que o hipocampo está entre as primeiras regiões impactadas na doença de Alzheimer e também está implicado na epilepsia e outras condições neurológicas.
A equipe integrou seus resultados em um atlas atualizado de tipos celulares CA1 usando dados do Hippocampus Gene Expression Atlas. De acordo com materiais da Keck School of Medicine da USC, esse recurso está disponível publicamente e inclui visualizações 3D interativas que podem ser exploradas via o aplicativo de realidade aumentada Schol‑AR desenvolvido no Stevens INI.
Comparações com dados anatômicos e de expressão gênica existentes sugerem que arranjos laminares semelhantes podem estar presentes no hipocampo de primatas e humanos, incluindo variação comparável na espessura do CA1, embora os autores notem que trabalho adicional será necessário para definir quão de perto os padrões humanos correspondem aos observados em camundongos.
O estudo, que cita apoio de agências federais de financiamento de pesquisa dos EUA, incluindo os National Institutes of Health e a National Science Foundation, foi liderado por Bienkowski e Pachicano, com autores adicionais incluindo Shrey Mehta, Angela Hurtado, Tyler Ard, Jim Stanis e Bayla Breningstall.
