O tamanho da pupila durante o sono revela como as memórias são processadas

Pesquisadores da Universidade Cornell descobriram que o aluno é fundamental para compreender como e quando o cérebro forma memórias fortes e duradouras.

Ao estudar ratos equipados com eléctrodos cerebrais e pequenas câmaras de rastreio ocular, os investigadores determinaram que novas memórias estão a ser reproduzidas e consolidadas quando a pupila é contraída durante uma subfase do sono não-REM. Quando a pupila está dilatada, o processo se repete para memórias mais antigas.

A capacidade do cérebro de separar esses dois subestágios do sono com uma microestrutura até então desconhecida é o que evita o “esquecimento catastrófico”, no qual a consolidação de uma memória apaga outra.

As descobertas podem levar a melhores técnicas de aprimoramento de memória para humanos e podem ajudar os cientistas da computação a treinar redes neurais artificiais para serem mais eficientes. O estudo, publicado em Naturezafoi liderado pelos professores assistentes Azahara Oliva e Antonio Fernandez-Ruiz.

Ao longo de um mês, um grupo de ratos aprendeu uma variedade de tarefas, como coletar água ou recompensas de biscoitos em um labirinto. Em seguida, os ratos foram equipados com eletrodos cerebrais e pequenas câmeras espiãs que ficavam penduradas na frente de seus olhos para monitorar a dinâmica de suas pupilas. Um dia, os ratos aprenderam uma nova tarefa e, quando adormeceram, os eletrodos capturaram sua atividade neural e as câmeras registraram as alterações em suas pupilas.

“O sono não REM é quando ocorre a consolidação real da memória, e esses momentos são períodos muito, muito curtos de tempo indetectáveis ​​pelos humanos, como 100 milissegundos”, disse Oliva. “Como o cérebro distribui essas triagens de memória que são muito rápidas e muito curtas durante toda a noite? E como isso separa o novo conhecimento que chega, de uma forma que não interfira com o conhecimento antigo que já temos em nossas mentes?”

As gravações mostraram que a estrutura temporal dos ratos adormecidos é mais variada e mais parecida com os estágios do sono nos humanos do que se pensava anteriormente. Ao interromper o sono dos ratos em diferentes momentos e depois testar o quão bem eles se lembravam das tarefas aprendidas, os pesquisadores foram capazes de analisar os processos.

Quando um rato entra num subestágio do sono não-REM, a sua pupila encolhe e é aqui que as tarefas recentemente aprendidas – ou seja, as novas memórias – são reactivadas e consolidadas, enquanto o conhecimento anterior não o é. Por outro lado, as memórias mais antigas são reproduzidas e integradas quando a pupila está dilatada.

“É como um novo aprendizado, um conhecimento antigo, um novo aprendizado, um conhecimento antigo, e isso flutua lentamente durante o sono”, disse Oliva. “Estamos propondo que o cérebro tenha essa escala de tempo intermediária que separa o novo aprendizado do conhecimento antigo”.