Não só os neurônios ativados pelo estímulo visual se mantiveram mais ativos durante o sono subsequente, o sono é vital para sua capacidade de conectar a memória do medo ao evento sensorial.
Após a exposição a estímulos visuais, os neurônios ativados pelos estímulos permanecem mais ativos durante o sono subsequente. O sono é vital para que esses neurônios conectem uma memória emocional ou temerosa a um evento sensorial.
Quando você escorrega no sono, é fácil imaginar que seu cérebro desliga, mas pesquisas da Universidade de Michigan sugerem que grupos de neurônios ativados durante o aprendizado prévio continuam cantarolando, tatuando memórias em seu cérebro.
Pesquisadores da U-M têm estudado como as memórias associadas a um evento sensorial específico são formadas e armazenadas em camundongos. Em um estudo realizado antes da pandemia do coronavírus e publicado recentemente na Nature Communications,os pesquisadores examinaram como uma memória temerosa se formou em relação a um estímulo visual específico.
Eles descobriram que não só os neurônios ativados pelo estímulo visual se mantiveram mais ativos durante o sono subsequente, o sono é vital para sua capacidade de conectar a memória do medo ao evento sensorial.
Pesquisas anteriores mostraram que regiões do cérebro que são altamente ativas durante a aprendizagem intensiva tendem a mostrar mais atividade durante o sono subsequente. Mas o que não estava claro era se essa "reativação" de memórias durante o sono precisa ocorrer para armazenar totalmente a memória do material recém-aprendido.
"Parte do que queríamos entender era se há comunicação entre partes do cérebro que estão mediando a memória do medo e os neurônios específicos mediando a memória sensorial a que o medo está sendo ligado. Como eles falam juntos, e eles devem fazê-lo durante o sono? Gostaríamos muito de saber o que está facilitando esse processo de fazer uma nova associação, como um determinado conjunto de neurônios, ou um determinado estágio do sono", disse Sara Aton,autora sênior do estudo e professora do Departamento de Biologia Molecular, Celular e Desenvolvimentina da U-M. "Mas por muito tempo, não havia realmente nenhuma maneira de testar isso experimentalmente."
Agora, os pesquisadores têm as ferramentas para marcar geneticamente células que são ativadas por uma experiência durante uma janela específica de tempo. Focando-se em um conjunto específico de neurônios no córtex visual primário, Aton e a principal autora do estudo, a estudante de pós-graduação Brittany Clawson, criaram um teste de memória visual. Eles mostraram a um grupo de camundongos uma imagem neutra, e expressaram genes nos neurônios do córtex visual ativados pela imagem.
Para verificar se esses neurônios registraram a imagem neutra, Aton e sua equipe testaram se poderiam instigar a memória do estímulo da imagem ativando seletivamente os neurônios sem mostrar a imagem. Quando ativaram os neurônios e emparelharam essa ativação com um leve choque no pé, descobriram que seus sujeitos teriam medo de estímulos visuais que se pareciam com a imagem que essas células codificam. Eles descobriram que o inverso também era verdade: depois de emparelhar o estímulo visual com um choque no pé, seus sujeitos responderiam posteriormente com medo de reativar os neurônios.
"Basicamente, o preceito do estímulo visual e o preceito dessa ativação completamente artificial dos neurônios geraram a mesma resposta", disse Aton.
Os pesquisadores descobriram que quando interromperam o sono depois de mostrarem uma imagem aos sujeitos e lhes deram um leve choque no pé, não havia medo associado ao estímulo visual. Aqueles com sono não pulverizado aprenderam a temer o estímulo visual específico que tinha sido emparelhado com o choque no pé.
"Descobrimos que esses ratos realmente ficaram com medo de todos os estímulos visuais que mostramos a eles", disse Aton. "A partir do momento em que eles vão para a câmara onde os estímulos visuais são apresentados, eles parecem saber que há uma razão para sentir medo, mas eles não sabem especificamente do que eles têm medo."
Isso provavelmente mostra que, para que eles façam uma associação precisa do medo com um estímulo visual, eles têm que ter reativação associada ao sono dos neurônios codificando esse estímulo no córtex sensorial, de acordo com Aton. Isso permite que uma memória específica dessa sugestão visual seja gerada. Os pesquisadores acham que, ao mesmo tempo, essa área cortical sensorial deve se comunicar com outras estruturas cerebrais, para casar o aspecto sensorial da memória com o aspecto emocional.
Aton diz que suas descobertas podem ter implicações na forma como a ansiedade e o transtorno de estresse pós-traumático são compreendidos.
"Para mim, isso é uma espécie de pista que diz que, se você está ligando o medo a algum evento muito específico durante o sono, a interrupção do sono pode afetar esse processo. Na ausência de sono, o cérebro parece gerenciar o processamento do fato de que você está com medo, mas você pode ser incapaz de vincular isso ao que especificamente você deve ter medo", disse Aton. "Esse processo de especificação pode ser aquele que dá errado com TEPT ou ansiedade generalizada."
“Causal role for sleep-dependent reactivation of learning-activated sensory ensembles for fear memory consolidation” by Brittany C. Clawson, Emily J. Pickup, Amy Ensing, Laura Geneseo, James Shaver, John Gonzalez-Amoretti, Meiling Zhao, A. Kane York, Femke Roig Kuhn, Kevin Swift, Jessy D. Martinez, Lijing Wang, Sha Jiang & Sara J. Aton. Nature Communications