Desvendado Novo Código Neural no Hipocampo para Medição da Distância Percorrida

Cientistas identificaram um mecanismo neural inédito que o cérebro emprega para monitorar a distância percorrida, um processo baseado na alteração gradual da atividade elétrica dos neurônios. Este mecanismo, conhecido como integração de trajetória, é de importância capital, visto que sua disfunção frequentemente se manifesta nas fases iniciais de condições como a doença de Alzheimer, resultando em desorientação para os pacientes.

A equipe de pesquisa, sediada no Instituto Max Planck de Neurociências na Flórida (MPFI), em Júpiter, Flórida, conduziu experimentos rigorosos. Eles treinaram camundongos em um ambiente virtual desprovido de referências visuais externas. Isso forçou os animais a dependerem exclusivamente de seus próprios sinais sensoriais motores para estimar com precisão a distância que haviam percorrido. Durante este estudo, que contou com a participação do estudante de pós-graduação Rafael Heldmann e do autor sênior, o líder da equipe de pesquisa, Xue-Bing Wang, foram registrados os sinais elétricos de milhares de neurônios localizados no hipocampo, uma região cerebral notória por abrigar as chamadas “células de lugar”.

A análise subsequente revelou um achado fascinante: a maioria dos neurônios não estava codificando a localização exata ou um momento específico no tempo. Em vez disso, eles exibiam um de dois padrões opostos de atividade crescente, diretamente correlacionados com a distância total percorrida. Uma população de neurônios iniciava com uma taxa de disparo elevada, que diminuía progressivamente à medida que o camundongo avançava. Em contraste, um segundo grupo demonstrava uma dinâmica inversa, elevando sua atividade gradualmente conforme o trajeto se alongava.

Esses dois tipos de atividade crescente orquestram um código bifásico. Uma mudança inicial rápida sinaliza o início do movimento, seguida por uma inclinação mais lenta que funciona como um contador para a distância acumulada. A relevância funcional deste sistema foi inequivocamente demonstrada quando os pesquisadores empregaram a optogenética para perturbar o funcionamento dessas vias neurais específicas. O resultado foi uma falha notável na capacidade dos camundongos de julgar a distância percorrida com precisão.

A publicação, datada do final de 2025, detalhou ainda mais os componentes celulares envolvidos neste intrincado sistema. Foi esclarecido que os interneurônios que expressam somatostatina (SST) exercem influência sobre o primeiro conjunto de neurônios crescentes, enquanto os interneurônios que expressam parvalbumina (PV) são responsáveis pela modulação do segundo grupo. Este nível de detalhe abre novas portas para intervenções terapêuticas.

Compreender os mecanismos subjacentes à navegação espacial é de importância fundamental, sobretudo porque a redução da função de integração de trajetória é frequentemente um dos marcadores mais precoces da doença de Alzheimer. O Instituto Max Planck na Flórida, que se destaca por ser a primeira e única instituição da Sociedade Max Planck na América do Norte, segue firme em sua missão de desvendar a arquitetura e a funcionalidade das redes neurais. Os próximos esforços da equipe se concentrarão em investigar detalhadamente a gênese desses padrões crescentes, o que pode oferecer uma explicação mais completa sobre como a experiência momentânea se consolida em memória duradoura.