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# Biologia# Neurociência

Dentro do Hipocampo: O Papel dos PNNs

Explore como os PNNs influenciam a memória no hipocampo do cérebro.

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PNNs e Memória em CA2PNNs e Memória em CA2chave no processamento da memória.Estudo revela que as PNNs têm um papel
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O Hipocampo é uma parte do cérebro que ajuda a gente a lembrar das coisas, tipo onde colocou as chaves ou aquele momento constrangedor do colégio. É como um depósito de memórias. Dentro do hipocampo, existem áreas diferentes que têm suas próprias funções, assim como diferentes cômodos de uma casa servem para coisas distintas.

Conheça a Área CA2

Um cômodo especial nessa casa das memórias se chama área CA2. Ela tem algumas características únicas que a diferenciam das outras áreas. Por exemplo, tem uma mistura específica de químicos que ajudam a funcionar de um jeito diferente. A CA2 também é importante para a Memória Social, que é como a gente se lembra das pessoas e das interações com elas.

O que são Redes Perineurais?

Dentro da CA2, existem estruturas especiais chamadas redes perineurais (PNNs) que envolvem certas células do cérebro. Pense nas PNNs como cobertores acolchoados que ajudam a manter essas células quentinhas e felizes. Elas ajudam a estabilizar as conexões entre as células cerebrais e também têm um papel na flexibilidade do nosso cérebro ao aprender coisas novas. Se essas PNNs não funcionam direito, pode ser mais difícil para nosso cérebro criar ou mudar memórias.

PNNs e Memória Social

Nossos cérebros, especialmente a CA2, trabalham duro para ajudar a gente a lembrar de situações sociais. Por exemplo, quando conhecemos alguém novo, nossos cérebros estão ocupados armazenando essas informações para uso futuro. Pesquisas mostram que conforme as PNNs se desenvolvem, a gente começa a reconhecer melhor pessoas novas. Se as PNNs não funcionam bem, pode atrapalhar nossa capacidade de lembrar das interações sociais.

Abordagens de Pesquisa

Para estudar como as PNNs afetam a memória, os cientistas usaram um método chamado tratamento com condroitinase, que ajuda a quebrar as PNNs. Porém, essa abordagem também afeta outros tipos de células, então os pesquisadores queriam ser mais específicos em seus estudos. Criaram camundongos geneticamente modificados que poderiam ajudar a entender o papel das PNNs especificamente nos neurônios da CA2 sem atrapalhar as células ao redor.

Os Camundongos Especiais

Os cientistas criaram camundongos com genes "floxed", que são como interruptores especiais que podem ser desligados em células específicas. Ao desligar o gene que forma as PNNs nos neurônios da CA2, os pesquisadores puderam ver como isso afetava a memória e o comportamento. Depois, testaram esses camundongos em várias tarefas de memória pra ver o que acontecia quando as PNNs eram removidas dos neurônios da CA2, mas mantidas em outros tipos de células.

Testando Tipos de Memória

Os pesquisadores testaram os camundongos modificados de várias maneiras. Um teste incluía deixar os camundongos interagirem com personagens sociais novos e familiares, tipo um jogo clássico de “quem é?”. Eles observaram quanto tempo os camundongos passavam com um novo amigo em comparação a um conhecido de longa data. Isso deu a eles uma visão sobre a memória social dos camundongos-quem lembrava quem e quão bem.

Em outro teste, usaram um labirinto aquático pra avaliar a Memória Espacial. Aqui, os camundongos tinham que encontrar uma plataforma escondida em uma grande piscina (meio que uma versão de "encontre o tesouro" pra camundongos). Eles monitoraram quão rápido os camundongos conseguiam achar a plataforma e se lembravam onde ela estava na próxima vez, além de se adaptar quando a plataforma era movida, o que se chama aprendizagem reversa.

Resultados: Desafios na Memória Social

Os pesquisadores descobriram que, quando removeram as PNNs dos neurônios da CA2, os camundongos tiveram dificuldade em lembrar das conexões sociais. Em termos mais simples, é como ir a uma festa e esquecer o nome de todo mundo depois que foram apresentados. Os camundongos não conseguiam diferenciar um velho amigo de um novo conhecido.

Curiosamente, quando as PNNs foram removidas de outro tipo de célula chamada interneurônios PV, os camundongos não enfrentaram os mesmos problemas de memória social. Isso mostrou que as PNNs nos neurônios da CA2 eram especificamente importantes para a memória social.

Resultados: Testes do Labirinto Aquático

Passando para os testes do labirinto aquático, os camundongos com neurônios da CA2 editados ainda conseguiam encontrar a plataforma quando estava no seu lugar original, sugerindo que a memória espacial deles estava intacta. Mas assim que era hora de encontrar a nova localização da plataforma, as coisas não fluíram tão bem. Esses camundongos tendiam a esquecer onde a plataforma estava e ficavam vagando pelo labirinto sem direção, como um turista perdido sem GPS.

Em contraste, os camundongos que ainda tinham suas PNNs nos neurônios da CA2 se saíram melhor na tarefa de aprendizagem reversa, mostrando a capacidade deles de se adaptar e aprender novas informações espaciais. Parece que as PNNs desempenham um papel vital em ajudar o cérebro a se ajustar às mudanças.

Por que as PNNs são Importantes?

As PNNs têm um papel crítico em manter tudo organizado dentro dos centros de memória do cérebro. Elas ajudam a manter as conexões entre os neurônios seguras e estáveis, assim ajudando o nosso cérebro a codificar e reter memórias.

Sem essas redes, parece que o fluxo de informações entre os neurônios falha, levando ao esquecimento, especialmente em situações sociais. É provavelmente por isso que alguém pode esquecer o aniversário de um amigo ou qual item pegar no mercado!

A Visão Geral

Essa pesquisa abre portas para entender melhor a memória e pode até levar a encontrar novos tratamentos para problemas relacionados à memória, como os que aparecem em condições como a doença de Alzheimer ou autismo.

Então, da próxima vez que você tiver dificuldade em lembrar um nome ou se ligar em uma nova área, talvez você possa culpar a ausência das suas redes cerebrais internas-os úteis PNNs que mantêm tudo sob controle!

Conclusão

Resumindo, a área CA2, com suas PNNs únicas, desempenha um papel vital tanto na memória social quanto espacial. A pesquisa nos mostra que o tipo certo de apoio no nosso cérebro pode ajudar a gente a lembrar das coisas importantes da vida-tipo não esquecer os nomes das pessoas que você acabou de conhecer em uma festa! E vamos ser sinceros: isso não é algo que vale a pena lembrar?

Fonte original

Título: Perineuronal nets on CA2 pyramidal cells and parvalbumin-expressing cells differentially regulate hippocampal dependent memory

Resumo: Perineuronal nets (PNNs) are a specialized extracellular matrix that surround certain populations of neurons, including (inhibitory) parvalbumin (PV) expressing-interneurons throughout the brain and (excitatory) CA2 pyramidal neurons in hippocampus. PNNs are thought to regulate synaptic plasticity by stabilizing synapses and as such, could regulate learning and memory. Most often, PNN functions are queried using enzymatic degradation with chondroitinase, but that approach does not differentiate PNNs on CA2 neurons from those on adjacent PV cells. To disentangle the specific roles of PNNs on CA2 pyramidal cells and PV neurons in behavior, we generated conditional knockout mouse strains with the primary protein component of PNNs, aggrecan (Acan), deleted from either CA2 pyramidal cells (Amigo2 Acan KO) or from PV cells (PV Acan KO). Male and female animals of each strain were tested for social, fear, and spatial memory, as well as for reversal learning. We found that Amigo2 Acan KO animals, but not PV Acan KO animals, had impaired social memory and reversal learning. PV Acan KOs, but not Amigo2 Acan KOs had impaired contextual fear memory. These findings demonstrate independent roles for PNNs on each cell type in regulating hippocampal-dependent memory. We further investigated a potential mechanism of impaired social memory in the Amigo2 Acan KO animals and found reduced input to CA2 from the supramammillary nucleus (SuM), which signals social novelty. Additionally, Amigo2 Acan KOs lacked a social novelty-related local field potential response, suggesting that CA2 PNNs may coordinate functional SuM connections and associated physiological responses to social novelty. SIGNIFICANCE STATEMENTPerineuronal nets (PNNs) surround both inhibitory parvalbumin (PV)-expressing neurons and excitatory CA2 pyramidal neurons, but previous studies using enzymatic degradation cannot differentiate the relative roles of PNNs in the two populations. By conditionally deleting aggrecan (Acan) from CA2 pyramidal neurons without affecting PNNs on PV cells, and vice versa, we discovered distinct roles of PNNs on each cell type in behavior. Social memory, which requires CA2 activity, was impaired in mice lacking CA2 PNNs, but not in those lacking PV PNNs. Cognitive flexibility, assessed by reversal learning was also impaired in mice lacking CA2 PNNs, whereas contextual fear memory was impaired in those lacking PV PNNs. Thus, PNNs on each cell type differentially contribute to different forms of hippocampal-dependent memory.

Autores: Georgia M. Alexander, Viktoriya D. Nikolova, Tristan M. Stöber, Artiom Gruzdev, Sheryl S. Moy, Serena M. Dudek

Última atualização: 2024-11-08 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.07.622463

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.07.622463.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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