Novas idéias sobre como o hipocampo ajuda a moldar o comportamento futuro

A formação do hipocampo é um grupo de regiões cerebrais, incluindo o hipocampo e algumas outras estruturas intimamente conectadas a ele. Sabe-se que esse conjunto de regiões cerebrais apoia várias funções cerebrais importantes, incluindo a consolidação de memórias, raciocínio baseado em experiência, tomada de decisão e navegação espacial (ou seja, a capacidade de mapear e navegar em ambientes específicos).

A maioria dos estudos anteriores de neurociência se concentrou em como o hipocampo suporta memória episódica (ou seja, a memória de experiências pessoais ou eventos da vida) e navegação espacial. No entanto, descobertas recentes sugerem que essa região cerebral também contribui para o que é conhecido como memória de composição, que implica ‘quebra’ memórias em blocos fundamentais de construção e remontando esses blocos para formar novas memórias ou prever resultados futuros.

Pesquisadores da Universidade de Oxford, University College London e outros institutos realizaram recentemente um estudo destinado a esclarecer mais de como o hipocampo apóia essa quebra e redação de memórias, usando uma combinação de simulações de computador e gravações de atividades cerebrais. Suas descobertas, publicadas em Neurociência da naturezasugere que o hipocampo ajuda a moldar o comportamento futuro por meio de dois processos conectados, conhecidos como composição da memória e repetição do hipocampo.

“O hipocampo é fundamental para a memória, a imaginação e o raciocínio construtivo”, escreveu Jacob JW Bakermans, Joseph Warren e seus colegas em seu artigo. “Modelos recentes sugeriram que suas respostas neuronais podem ser bem explicadas pelos espaços de estado que modelam as transições entre as experiências. Usamos simulações e gravações do hipocampo para conciliar essas visões”.

Estudos anteriores descobriram que a consolidação de memórias poderia ser suportada por um processo conhecido como reprodução do hipocampo. Em outras palavras, eles sugeriram que os neurônios nas memórias de ‘reprodução’ do hipocampo de experiências passadas, especialmente durante o sono ou enquanto descansam, para facilitar o aprendizado e nos ajudar a lembrar as coisas por períodos mais longos.

Como parte de seu trabalho recente, Bakermans, Warren e seus colegas exploraram a possibilidade de que os espaços do estado do hipocampo (ou seja, modelos matemáticos de como as experiências sejam representadas no hipocampo) sejam de natureza composicional. O cérebro poderia usar seletivamente e reorganizar partes específicas de nossas memórias de experiências, conhecidas como primitivas, para imaginar ou prever possíveis cenários.

“Mostramos que, se os espaços estaduais forem construídos composicionalmente a partir de blocos de construção existentes ou primitivos, as respostas do hipocampo podem ser interpretadas como memórias de composição, unindo esses primitivos”, escreveu os pesquisadores. “Criticamente, isso permite que os agentes se comportem de maneira ideal em novos ambientes, sem novo aprendizado, inferindo o comportamento diretamente da composição”.

Em seu artigo, os pesquisadores também sugerem que a repetição de memórias dos neurônios no hipocampo contribui para a consolidação de memórias de composição. Em vez de ser um processo de memória passiva, conforme sugerido por alguns trabalhos anteriores, a repetição do hipocampo poderia apoiar ativamente a formação de memórias flexíveis que podem ser separadas posteriormente e usadas para informar o comportamento futuro.

“Prevemos um papel para a repetição do hipocampo na construção e consolidação dessas memórias de composição”, escreveu os pesquisadores. “Testamos essas previsões em dois conjuntos de dados, mostrando que os eventos de reprodução de pontos de referência recém -descobertos induzem e fortalecem novos campos de disparo remotos. Quando o marco é movido, a reprodução constrói um novo campo de disparo no mesmo vetor.

Este estudo recente de Bakermans, Warren e seus colegas oferece uma nova perspectiva de como o hipocampo permite que os humanos usem suas experiências passadas para fazer previsões ou imagine novos cenários. No futuro, ele poderia inspirar mais pesquisas destinadas a testar a idéia proposta pelos pesquisadores, potencialmente ajudando a pintar uma imagem mais clara do hipocampo que unifica coerentemente suas diferentes funções.

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