Neurofisiologia da memória

Memória é a capacidade de adquirir, reter e evocar, quando necessárias, informações que de alguma forma são relevantes.

O processo de aquisição, como já diz o nome, é a entrada de um dado por meio dos sensores externos, que é encaminhado aos sistemas neurais relativos à memória onde será armazenado por algum tempo que pode ser de segundos ou mesmo de anos pelo processo de retenção. Entre esses dois processos, acontece uma seleção de exatamente quanto desse evento ou mesmo se esse evento vai ser retido, e essa seleção é determinada pela importância desse evento (por exemplo, situações com grande carga emocional, como o nascimento de um filho) ou pela freqüência com que ele acontece (o armazenamento do nosso próprio nome), quando esse dado é retido por um grande tempo ou de forma definitiva dizemos que aconteceu a consolidação. A evocação é o ultimo processo da memória, seria o que rotineiramente é chamado de lembrança, é através dele que temos acesso aos dados que nos serão úteis no futuro.

O esquecimento é um processo natural, e não uma falha, é um mecanismo de limpeza, que tenta evitar uma sobrecarga de retenção de dados, e que vez ou outra nos deixa na mão deletando informações importantes, mas claro que pode haver defeitos no sistema de esquecimento tanto por excesso, amnésia, quanto por falta, hipermnésia, que provoca uma confusão nas informações por excesso de armazenamento.

O aprendizado está intimamente ligado à memorização, e nada mais é do que a aquisição equilibrada de novas informações que, armazenadas pela memória, guiarão o comportamento.

Classificações da memória

Divide-se de antemão as memórias em dois grandes grupos. Um chamado memória filogenética e o outro ontogenética. A memória filogenética é armazenada na bagagem genética, e promove comportamentos que são então selecionados. Essa memória é evidente ao se observar comportamento de insetos. Vários insetos vivem isolados, se encontrando apenas para reprodução. Eles nascem obviamente com uma série de comportamentos pré-programados que permitem sua sobrevivência. Já memória ontogenética, enfoque dos estudos neurofisiológicos, é adquirida em vida (mesmo que intra-uterina), é essencial para a sobrevivência dos animais que a possuem, mas não são repassadas geneticamente.

A memória ontogenética, por sua vez, possui diversas subdivisões. Uma interessante maneira de classificar estas subdivisões envolve dois critérios. Um critério é o tempo de duração da memória e o outro a sua natureza. Quanto ao tempo as memórias podem ser classificadas em ultra-rápida, de curta duração e de longa duração. A memória ultra rápida dura apenas alguns segundos. A de curta duração tem duração um pouco maior, podendo se estender por alguns minutos. A de longa duração, como é sabido, pode durar até mesmo uma vida inteira.

Quanto a natureza a memória pode ser subdividida em três subtipos. A explícita, aquela que podemos expressar com palavras (pode ser chamada de declarativa), a implícita que não faz sentido evocá-la por meio de palavras. Ao s e reconhecer rostos familiares sem que saiba explicar o porquê, fez-se uso da memória implícita. Um terceiro subtipo é a memória operacional. A memória operacional é armazenada momentaneamente para a realização de uma atividade. As informações de uma linha de raciocínio são um bom exemplo de memória operacional.

Pode-se dividir a memória explícita em outros dois subtipos: A epsódica, que é a memória de fatos seqüenciados, com referencia temporal (os acontecimentos de uma partida de futebol por exemplo), e a semântica que envolve informações atemporais (time que o indivíduo torce, nome de seus conhecidos e etc.).

A memória implícita também pode ser subdividida em quatro subtipos: memória implícita de representação perceptual, de procedimentos, associativa, não-associativa. A primeira se refere a informações sensoriais que são gravadas e que não é associado significado, é uma memória pré-consciente. A memória de procedimentos envolve hábitos e habilidades. A associativa é o que permite o armazenamentos de informações que ligam estímulos e respostas mutuamente. Quando pela repetição do estimulo se atenua ou hipersensibiliza uma resposta a memória em questão é a não associativa.

Bases Anatômicas da Memória

Hoje é possível afirmar que a memória não possui um único lócus. Diferentes estruturas cerebrais estão envolvidas na aquisição, armazenamento e evocação das diversas informações adquiridas por aprendizagem.

Memória de curto prazo:

Depende do sistema límbico, envolvido nos processos de retenção e consolidação de informações novas. Hoje em dia também se supõe que a consolidação temporária da informação envolve estruturas como o hipocampo, a amígdala, o córtex entorrinal e o giro para-hipocampal, sendo depois transferida para as áreas de associação do neocórtex parietal e temporal. As vias que chegam e que saem do hipocampo também são importantes para o estudo da anatomia da memória. Inputs (que chegam) são constituídos pela via fímbria-fórnix ou pela via perfurante. Importantes projeções de CA1 para os córtices subiculares adjacentes fazem parte dos outputs (que saem) do hipocampo. Existem também duas vias hipocampais responsáveis por interconexões do próprio sistema límbico, como o Circuito de Papez (hipocampo, fórnix, corpos mamilares, giro do cíngulo, giro para-hipocampal e amígdala), e a segunda via projeta-se de áreas corticais de associação, por meio do giro do cíngulo e do córtex entorrinal, para o hipocampo que, por sua vez, projeta-se através do núcleo septal e do núcleo talâmico medial para o córtex pré-frontal, havendo então o armazenamento de informações que reverberam no circuito ainda por algum tempo.

Memória operacional:

Compreende um sistema de controle de atenção (executivo central), auxiliado por dois sistemas de suporte (de natureza vísuo-espacial e outro de natureza fonológica) que ajudam no armazenamento temporário e na manipulação das informações. O executivo central tem capacidade limitada e função de selecionar estratégias e planos, tendo sua atividade relacionada ao funcionamento do lobo frontal, que supervisiona as informações. Também o cerebelo está envolvido no processamento da memória operacional, atuando na catalogação e manutenção das seqüências de eventos, o que é necessário em situações que requerem o ordenamento temporal de informações. O sistema de suporte vísuo-espacial tem um componente visual, relacionado à região occipital e um componente espacial, relacionado a regiões do lobo parietal. Já no sistema fonológico, a articulação subvocal auxilia na manutenção da informação; lesões nos giros supramarginal e angular do hemisfério esquerdo geram dificuldades na memória verbal auditiva de curta duração. Esse sistema está relacionado à aquisição de linguagem.

Memória de Longo Prazo:

a. Memória explícita:

Depende de estruturas do lobo temporal medial (incluindo o hipocampo, o córtex entorrinal e o córtex para-hipocampal) e do diencéfalo. Além disso, o septo e os feixes de fibras que chegam do prosencéfalo basal ao hipocampo também parecem tem importantes funções. Embora tanto a memória episódica como a semântica dependam de estruturas do lobo temporal medial, é importante destacar a relação dessas estruturas com outras. Por exemplo, pacientes idosos com disfunção dos lobos frontais têm mais dificuldades para a memória episódica do que para a memória semântica. Já lesões no lobo parietal esquerdo apresentam prejuízos na memória semântica.

b. Memória implícita:

A aprendizagem de habilidades motoras depende de aferências corticais de áreas sensoriais de associação para o corpo estriado ou para os núcleos da base. Os núcleos caudado e putâmen recebem projeções corticais e enviam-nas para o globo pálido e outras estruturas do sistema extra-piramidal, constituindo uma conexão entre estímulo e resposta. O condicionamento das respostas da musculatura esquelética depende do cerebelo, enquanto o condicionamento das respostas emocionais depende da amígdala. Já foram descritas alterações no fluxo sanguíneo, aumentando o do cerebelo e reduzindo o do estriado no início do processo de aquisição de uma habilidade. Já ao longo desse processo, o fluxo do estriado é que foi aumentado. O neo-estriado e o cerebelo estão envolvidos na aquisição e no planejamento das ações, constituindo, então, através de conexões entre o cerebelo e o tálamo e entre o cerebelo e os lobos frontais, elos entre o sistema implícito e o explícito.

Bases Moleculares do armazenamento da memória

O mecanismo utilizado para o armazenamento de memórias em seres vivos ainda não é conhecido. Estudos indicam a LTP (long-term potential) ou potencial de longa duração como a principal candidata para tal mecanismo. A LTP foi descoberta por Tim Bliss e Terje Lomo num estudo sobre a capacidade das sinapses entre os neurônios do hipocampo de armazenarem informações. Descobriram que um pequeno período de atividade elétrica de alta freqüência aplicado artificialmente a uma via hipocampal produzia um aumento na efetividade sináptica. Esse tipo de facilitação é o que chamamos de LTP. Os mecanismos para indução de LTP podem ser dos tipos associativos ou não-associativos.

A LTP apresenta diversas características que a tornam uma candidata muito apropriada para o mecanismo do armazenamento de longa duração. Primeira, ocorre em cada uma das três vias principais mediante as quais a informação flui no hipocampo: a via perforante, a via das fibras musgosas e a via das colaterais de Schaffer. Segunda, é induzida rapidamente e, por fim, depois de induzida ser estável. Isso permite a conclusão de que a LTP apresenta características do próprio processo de memória, ou seja, pode ser formada rapidamente nas sinapses apropriadas e dura por um longo tempo. Vale lembrar que apesar da LTP apresentar características em comum com um processo ideal de memória, não se consegue provar que ela seja o mecanismo utilizado para o armazenamento de memória.

Em relação à LTP na via das fibras musgosas e na via das colaterais de Schaffer, pode-se melhor detalhar da seguinte maneira:

a. Fibras Musgosas:

As informações recebidas pelo giro denteado do córtex entorrinal são transmitidas para o hipocampo através das células granulares, as quais os axônios formam a via das fibras musgosas que termina nos neurônios piramidais da região CA3 do hipocampo. As fibras musgosas liberam glutamato como neurotransmissor. A LTP nas fibras musgosas é do tipo não associativa, ou seja, não depende de atividade pós-sináptica ou de outros sinais chegando simultaneamente , depende apenas de um pequeno surto de atividade neural de alta freqüência nos neurônios pré-sinápticos e do conseqüente influxo de cálcio. Esse influxo de cálcio ativa uma adenilato ciclase dependente de cálcio e calmodulina(tipo1); essa enzima aumenta o nível de AMPc e o AMPc ativa a proteína cinase dependente de AMPc(PKA). Essa cinase adiciona grupamentos fosfato a certas proteínas e, assim, ativa algumas e inibe outras. A LTP nas fibras musgosas pode ser influenciada por sinais de entrada modulatórios pela noradrenalina. Esse sinais de entrada ativam receptores aos quais os transmissores se ligam, e esses receptores ativam a adenilato ciclase. O papel da LTP nas fibras musgosas sobre a memória ainda é obscuro.

b. Colaterais de Schaffer:

As células piramidais na região CA3 do hipocampo enviam axônios para a região CA1 formando a via das colaterais de Schaffer. A LTP nestas é do tipo associativa, ou seja, requer atividade concomitante tanto pré quanto pós-sináptica. Assim, a LTP só pode ser induzida na via das colaterais de Schaffer se receptores do glutamato do tipo NMDA forem ativados nas células pós-sinápticas. É importante lembrar que há dois receptores importantes para o glutamato: o NMDA e o não-NMDA. O canal do receptor NMDA não funciona rotineiramente pois está bloqueado por íons magnésio que são deslocados apenas quando um sinal muito forte é gerado na célula pós-sináptica. Tal sinal faz com que as células pré sinápticas disparem em alta freqüência resultando numa forte despolarização que expelem o magnésio e permitem o influxo de cálcio. Essa entrada de cálcio desencadeia uma cascata de reações que é responsável pelo aumento persistente da atividade sináptica. Esse achado foi interessante pois forneceu a primeira evidência para a proposta de Hebb que estabelecia que “quando um axônio da célula A (...) excita a célula B e repetidamente ou persistentemente segue fazendo com que a célula dispare, algum processo de crescimento ou alteração metabólica ocorre em uma ou ambas as células, de forma que aumente a efetividade, (eficácia) de A como uma das células capazes de fazer com que B dispare”. Um dos mecanismos responsáveis pelo fortalecimento dessa conexão é o aumento na sensibilidade de receptores AMPA. Outra possibilidade é a redução na reciclagem de receptores AMPA, permitindo que eles permaneçam ativos por mais tempo. Além disso, após uma indução sináptica de LTP, há um aumento na liberação de transmissores dos terminais pré-sinápticos.

À medida que se inicia a fase tardia da LTP, diversas horas após a indução, os níveis de AMPc aumentam e esse aumento do AMPc no hipocampo é seguido pela ativação da PKA e da CREB-1. A atividade de CREB-1 no hipocampo parece levar à ativação de um conjunto de genes de resposta imediata e esses genes atuam de forma a iniciar o crescimento de novos sítios sinápticos. Estudos mostraram que a PKA, proteína cinase, é de extrema importância para a conversão da memória de curta em memória de longa duração, talvez porque a cinase fosforila fatores de transição como a CREB-1, que por sua vez ativam as proteínas necessárias para uma LTP duradoura.

Neuromodulação da memória

Existem acontecimentos nas nossas vidas que não esquecemos jamais. Entretanto, nem tudo que nos acontece, fica gravado na nossa memória para sempre. Como o cérebro determina o que merece ser estocado e o que é lixo?

Antes de discutirmos os mecanismos neurais que filtram os acontecimentos de nossas vidas, é importante lembrar que a consolidação da memória ocorre momentos imediatamente após o acontecimento em questão. Assim, sistemas neuro-hormonais agem nesse momento para fortalecer ou enfraquecer a memorização.

A ß-endorfina parece ser a substância ligada ao esquecimento. Este processo, apesar de algumas vezes indesejável (como numa prova, por exemplo), é fundamental do ponto de vista fisiológico. Afinal, seria inviável a vida sem nenhuma espécie de "filtro" na memória (vide hipermnésia). Outras substâncias, como morfinas, encefalinas, ACTH e adrenalina (as duas últimas em altas doses) facilitam a liberação de ß-endorfina, levando ao esquecimento. É por isso que situações carregadas de stress emocional podem levar a amnésia anterógrafa, que é o que acontece quando, após um acidente de carro, o indivíduo não consegue relatar o que lhe aconteceu minutos antes.

O que determina então se uma informação deve ser armazenada? Quando uma informação relativamente importante é detectada, ocorre a liberação de doses moderadas de ACTH, (noradrenalina, dopamina) e acetilcolina que agem facilitando a consolidação da memória. Contudo, doses altas dessa substância têm efeito contrário, provavelmente, pelo bloqueamento dos canais iônicos.

Outra substância fundamental no processamento da memória é o GABA (ácido gama-aminobutírico), um importante neurotransmissor inibitório do sistema nervoso central. Drogas que influenciem a liberação de GABA podem modular o processo da memorização. Antagonistas GABAérgicos (em doses subconvulsantes, pois o bloqueio total da ação do GABA pode produzir ansiedade, alta atividade locomotora e convulsões) facilitam a memorização e agonistas(substâncias que mimetizam a ação do GABA) a prejudicam. As benzodiazepinas, os tranquilizantes mais prescritos e vendidos no mundo, facilitam a ação do GABA e, portanto, podem afetar a memória. Existem relatos de pacientes que apresentam amnésia anterógrada após tratamento com diazepam (nome clínico para as benzodiazepinas).

Sabe-se também que antagonistas dos receptores colinérgicos, glutaminérigos do tipo NMDA e adrenérgicos levam a um déficit de memória, pois dificultam a ação das substâncias facilitadoras da memória no interior da célula.

A serotonina (outro neurotransmissor) exerce importante papel na consolidação da memória de longo prazo, que parece estar ligada a síntese protéica. A serotonina age através de receptores metabotrópicos que aumentarão os níveis de AMPcíclico levando a uma cascata de fosforilação de quinases. Isto aumenta a transcrição do DNA e, conseqüentemente, síntese protéica.

Os neuropeptídeos também influenciam a memorização. Pesquisas recentes envolvendo a substância P indicam que ela pode ter efeitos tanto reforçando a memória quando a prejudicando, dependendo do local na qual ela terá atividade.

Por fim, é importante ressaltar o papel da amígdala na modulação da memória, notadamente do núcleo basolateral. Esta estrutura recebe informações das modalidades sensitivas e as repassa para diferentes áreas do cérebro ligadas a funções cognitivas. Devido a seu papel central na percepção das emoções, a amígdala participa da modulação dos primeiros momentos da formação de memória de longo prazo mais alertantes ou ansiogênicos e em alguns aspectos de sua evocação. Quando hiperativada, especialmente pelo stress, ela pode produzir os temíveis brancos.

Amnésia

A capacidade de armazenar fatos ou lembrá-los de forma consciente denomina-se memória. A retenção de informações e acontecimentos pode ser dividida em dois sistemas muito estudados: a memória a curto prazo (MCP); de capacidade limitada e pequena duração; e a memória a longo prazo (MLP); mais estável e duradoura.

A informação captada pelo sistema sensorial é processada e armazenada no MCP, para que ela se consolide como memória a longo prazo tal informação deve ser exercitada e repetida a fim de facilitar a transferência para esse último sistema. A formação dessa memória estável não ocorre de maneira imediata. A administração de fármacos, estímulos elétricos em certas regiões do encéfalo podem facilitar a consolidação da memória. Os variados estímulos processados e armazenados justificam a existência de diferentes tipos de sistemas de memória a longo prazo. Segundo Tulving, o tipo mais sofisticado refere-se à memória de momentos específicos da vida. O nível seguinte têm-se a memória semântica que permite o reconhecimento de objetos e situações. A memória episódica é mais frágil que a semântica.

A amnésia consiste justamente na incapacidade de se processar e armazenar fatos ou idéias no MCP ou no MLP. A amnésia orgânica consiste em mal funcionamento das células nervosas o que acarreta diminuição no registro e retençãode informações. A amnésia psicogênica é consequência de fatos psicológicos que inibem a recordação de certos episódios vividos. Muitas amnésias podem ser mistas, ou seja, contam com fatores psicogênicos e orgânicos.

Quanto a cronologia a amnésia pode ser dividida em retrógrada e anterógrada. A primeira, refere-sea incapacidade de relembrar fatos ocorridos antes do disturbio. A segunda, de armazenar novas informações (distúrbio de retenção). As causas principais da amnésia são traumatismo craniano, tumor cerebral, infecção intracraniana, intoxicação, doenças cerebrais e deficiência de vitamina B.

Doença de Alzheimer

A doença de Alzheimer, a forma mais comum de demência, é uma doença neurodegenerativa cujo curso desenvolve-se ao longo de 5 a 10 anos, de forma progressiva e inexorável. Essa doença afeta cerca de 40% da população acima de 85 anos e aproximadamente 10% das pessoas entre 65 e 85 anos. Sua alta incidência nestas faixas demográficas, que estão em crescimento, caracteriza-a como um grave problema de saúde pública.

A doença foi descrita pela primeira vez em 1907 pelo neurologista alemão Alois Alzheimer. Desde então são conhecidos tanto os principais sintomas da doença (déficit de memória, acompanhado por perda progressiva das capacidades cognitivas), quanto seus achados anatômicos patológicos: as placas neuríticas ou senis, os emaranhados neurofibrilares e a perda de neurônios.

É comum uma relativa perda de memória com avanço da idade. No entanto, o padrão de morte celular nesse caso é bastante diferente do encontrado na doença de Alzheimer. Enquanto no envelhecimento saudável a perda celular ocorre no giro denteado e no subículo, na doença de Alzheimer os primeiros alvos são o córtex entorrinal e a região CA1 do hipocampo. O córtex entorrinal é responsável pela entrada de sinais na formação hipocampal e a região CA1 faz parte desta. Esses danos à formação hipocampal explicam o fato da doença de Alzheimer se iniciar com problemas de memória.

Outro sítio de perda celular bastante importante é o núcleo basal de Meynert, que é constituído de um conjunto de neurônios colinérgicos. Estes neurônios são moduladores e se projetam amplamente ao córtex. Deste modo, a sua perda prejudica as funções mentais superiores.

As placas neuríticas ou senis fazem parte dos achados anatômicos patológicos da doença de Alzheimer e são acúmulos extracelulares constituídos por uma pequena proteína chamada beta-amilóide ou A-beta. Esta proteína é derivada de outra maior, a precursora de beta-amilóide ou APP, normalmente encontrada nas membranas das células nervosas. Não se sabe qual a função da APP no encéfalo saudável. Já foi demonstrado que a A-beta degenera células nervosas em cultura, indicando que a sua ocorrência desencadeia o início da doença de Alzheimer.

Os emaranhados fibrilares, por sua vez, são inclusões intracelulares filamentosas. Estas são constituídas por uma forma insolúvel de uma proteína normalmente solúvel, a proteína tau, que faz parte do citoesqueleto. Neste caso, o citoesqueleto encontra-se anormal, prejudicando o transporte de proteínas ao longo dos axônios até o terminal nervoso, comprometendo a função e a efetividade dos neurônios.

Entre os fatores ambientais mais estudados está a intoxicação por alumínio, visto que este elemento encontra-se em taxas 30 vezes maiores no cérebro de portadores da doença de Alzheimer.

Os tratamentos atuais da doença de Alzheimer têm focalizado a perda de neurônios colinérgicos, não evitando ou retardando sua morte, mas através de drogas que aumentam a liberação de neurotransmissores nos neurônios remanescentes. Novos tratamentos com novas abordagens vem sendo desenvolvidos. Por exemplo, drogas que inibem as proteases que produzem o peptídeo A-beta a partir da APP.

Síndrome de Korsakoff

Essa síndrome foi descrita pela 1ª vez pelo médico russo Sergei Korsakoff no início do século XIX. Sua principal característica é a perda de memória que acompanha certos casos de alcoolismo crônico. Uma característica bastante peculiar desta síndrome é a chamada confabulação. Esta é usada pelo paciente para preencher lacunas em suas lembranças. Em geral essas lacunas são preenchidas com memórias reais, mas que ocorreram em outros momentos, ou seja, estão temporalmente desconexas. A amnésia característica desta síndrome é a anterógrada, mas memórias de um passado relativamente recente também se encontram deficitárias. Outros sintomas importantes da síndrome são a apatia, a indiferença, a falta de iniciativa e o baixo conteúdo verbal.

Estudos sobre a origem da doença não indicam um fator genético, logo o grande culpado é mesmo o alcoolismo crônico. Mais precisamente, a culpa é da falta de uma das vitaminas do complexo B, a tiamina. Esta falta é decorrente do alcoolismo crônico que causa má absorção gastrointestinal, aumento da demanda vitamínica devido ao alto grau calórico do álcool e, associada a esses fatores, existe também a desnutrição da dieta praticamente limitada ao álcool. Essa deficiência vitamínica causa lesões por todo o tecido cerebral, mas concentra-se especialmente nos corpos mamilares e no núcleo dorsomedial do tálamo. Este núcleo talâmico recebe informações do sistema límbico e envia projeções para o córtex frontal. Logo, o fato do núcleo estar lesionado explica os déficits cognitivos e de memória.

O tratamento para essa síndrome consiste, basicamente, na administração de altas doses de cloreto de tiamina. Em casos mais leves, há uma regressão do quadro com poucas semanas de tratamento. Já em casos em que a amnésia associada a alterações neuronais já está estabelecida, o tratamento a base de vitaminas se mostra ineficiente, podendo então ser utilizado o tratamento farmacológico para o quadro sintomático, mas não há um retorno total da memória.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Neurofisiologia_da_mem%C3%B3ria