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# Biologia# Neurociência

Investigando Tipos de Células no Hipocampo

Pesquisas mostram os tipos de células do hipocampo e como elas ajudam na memória.

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O hipocampo é uma parte super importante do cérebro que tem um papel gigante na forma como a gente lembra das coisas, navega por espaços e se envolve em comportamentos sociais e motivacionais. Estudos, principalmente com animais tipo ratos e camundongos, mostraram que diferentes tipos de células nessa região ajudam nessas funções.

Tipos de Células no Hipocampo

Um dos tipos de célula chave no hipocampo é a célula piramidal. Essas células são organizadas em camadas, onde cada camada recebe sinais diferentes e se comporta de jeitos únicos dependendo do que o animal tá fazendo. Elas também mandam sinais pra áreas diferentes do cérebro.

Tem também células inibitórias que controlam a atividade das Células Piramidais. Essas células inibitórias ajudam a regular como a informação é processada no cérebro, controlando o tempo e o padrão da Atividade Celular. Como as células inibitórias funcionam de jeito diferente, elas influenciam como as células piramidais se agrupam durante atividades ligadas à memória ou navegação.

Entender como essas células trabalham juntas pode ajudar os cientistas a descobrir por que surgem problemas em condições como epilepsia, esquizofrenia e outros distúrbios cerebrais.

Comparando Roedores e Primatas

Enquanto se sabe bastante sobre como o hipocampo funciona em roedores, tem diferenças quando se fala em primatas. Algumas dessas diferenças estão na atividade rítmica das células e em como os comportamentos mudam entre as espécies.

Nos primatas, os pesquisadores começaram a agrupar as células do hipocampo com base se são excitadoras ou inibidoras. Essa classificação mostra respostas diferentes tanto a nível de circuito quanto no comportamento. Mas a gente precisa de mais informações detalhadas sobre esses grupos celulares em primatas pra entender melhor como eles funcionam.

Pra isso, os pesquisadores focaram em entender o microcircuito do hipocampo em macacos. Eles querem ver se esse circuito é parecido com o que foi achado em roedores, e como funciona durante diferentes tarefas e estados de sono.

Registrando Atividade no Hipocampo

No estudo deles, os cientistas registraram a atividade no hipocampo de dois macacos que se moviam livremente enquanto realizavam tarefas de memória e durante o sono. Eles mediram os sinais elétricos locais e agruparam a atividade celular registrada.

Pra se certificar de que estavam registrando nas mesmas profundidades do hipocampo, usaram uma técnica pra ver como os sinais elétricos mudavam durante certos eventos cerebrais conhecidos como ripples de onda aguda. Esses ripples são importantes pra processar a memória.

Depois de descobrir onde as células estavam localizadas, eles observaram como cada célula respondia. Organizaram as células com base nos padrões de disparo e sinais pra entender como interagiam entre si.

Classificando Grupos de Células

Através da análise, os pesquisadores conseguiram classificar as células registradas em dez grupos diferentes com base nas características de disparo. Eles focaram nas diferenças de quão frequentemente as células disparavam e como seus padrões de disparo variavam.

A maioria das células piramidais, que são as excitadoras, mostraram um tipo específico de atividade. Em contraste, as células inibitórias mostraram uma gama mais ampla de padrões de disparo. Isso ajudou os pesquisadores a entender que existe uma diversidade de comportamentos entre os diferentes grupos celulares, o que pode ser importante pro funcionamento geral do hipocampo.

Atividade Oscilatória no Hipocampo

Pra entender melhor como as células interagem, os pesquisadores analisaram a atividade oscilatória nas camadas do hipocampo. Eles descobriram que, embora os dois macacos mostrassem algumas diferenças na atividade geral, certos padrões eram consistentes. Por exemplo, a quantidade de atividade em uma faixa de frequência chamada theta era menor durante tarefas ativas em comparação com quando os animais estavam dormindo.

Eles também notaram que as células piramidais mostraram atividade mais alta em bandas de frequência média durante as tarefas. Essa atividade estava ligada à forma como as células trabalharam juntas durante as sessões de registro.

Atividade Durante Eventos de Ripple

Muitas células aumentaram sua atividade durante eventos de ripple de onda aguda. No entanto, a quantidade que cada grupo participou variou. As células piramidais tiveram os níveis mais altos de atividade durante esses ripples, mas dispararam menos frequentemente no geral durante o resto da tarefa. Em contraste, algumas das células inibitórias variaram na quantidade que participaram desses eventos de ripple.

Algumas células até tiveram a atividade reduzida durante os ripples, principalmente entre os grupos inibitórios. Isso indica que nem todas as células reagem da mesma forma, e algumas podem desempenhar papéis específicos durante esses eventos associados à memória.

Analisando Células Piramidais Superficiais e Profundas

Os pesquisadores também queriam ver como as células piramidais diferiam dependendo se estavam mais perto da superfície ou mais profundas nas camadas do hipocampo. Eles descobriram que as células piramidais superficiais geralmente disparavam em taxas mais altas do que as profundas, mas eram menos propensas a disparar em rajadas.

Ao olhar para as interações entre as células, descobriram que as superficiais eram melhores em disparar juntas em comparação com as profundas. Isso sugere que a localização dessas células afeta como elas trabalham juntas durante tarefas de memória.

Conjuntos de Células no Hipocampo

Os pesquisadores usaram métodos específicos pra identificar grupos de células que mostraram padrões de disparo semelhantes durante o sono. Eles descobriram que esses grupos tendiam a ser mais fortes na camada superficial em comparação com a camada profunda durante eventos de ripple, destacando como a localização das células pode influenciar o processamento da memória.

Ao examinar a participação nos conjuntos, a maioria era composta por células da mesma camada, em vez de misturar células superficiais e profundas. Isso sugere que a organização estrutural dentro do hipocampo pode contribuir pra como as Memórias são formadas e processadas.

Importância da Classificação das Células

Entender os tipos de neurônios no hipocampo é vital pra saber como essa área do cérebro funciona. Diferentes células têm papéis diferentes, e como elas são organizadas pela sua estrutura e função, classificá-las ajuda a identificar como o cérebro opera durante várias tarefas.

Um grande desafio na pesquisa dos cérebros de primatas é que alguns métodos comuns usados em outros animais não funcionam bem. Assim, os pesquisadores precisam contar com técnicas como registrar sinais elétricos de neurônios, que podem dar insights sobre a diversidade de tipos celulares e seus papéis.

A Necessidade de Mais Pesquisa

À medida que os pesquisadores continuam a estudar o hipocampo, estão descobrindo que diferentes tipos de células podem reagir de maneiras diferentes a vários estímulos, e isso pode impactar os processos de memória. Entender essas diferenças é crucial pra descobrir como interrupções na função celular podem levar a problemas cognitivos em distúrbios como Alzheimer e esquizofrenia.

Estudos futuros serão importantes pra ver como diferentes tipos de neurônios trabalham juntos, especialmente no contexto de condições neurológicas. Assim, os cientistas esperam desenvolver melhores opções de tratamento focando em tipos específicos de células e suas funções.

Conclusão

O hipocampo é uma parte vital do cérebro envolvida na memória e na navegação espacial. A diversidade de células dentro dele, especialmente as diferenças entre neurônios excitadores e inibitórios, desempenha um papel significativo em como essa parte do cérebro funciona.

Classificando essas células com base nas características de disparo e entendendo suas interações durante diferentes comportamentos e estados de sono, os pesquisadores estão juntando um quadro mais claro de como o hipocampo funciona. Essas descobertas não só vão aumentar nosso conhecimento sobre a função normal do cérebro, mas também ajudar a enfrentar os desafios impostos por vários distúrbios cognitivos ligados a disfunções nessa área crucial do cérebro.

Fonte original

Título: Circuit dynamics of superficial and deep CA1 pyramidal cells and inhibitory cells in freely-moving macaques

Resumo: Diverse neuron classes in hippocampal CA1 have been identified through the heterogeneity of their cellular/molecular composition. How these classes relate to hippocampal function and the network dynamics that support cognition in primates remains unclear. Here we report inhibitory functional cell groups in CA1 of freely-moving macaques whose diverse response profiles to network states and each other suggest distinct and specific roles in the functional microcircuit of CA1. In addition, pyramidal cells that were segregated into superficial and deep layers differed in firing rate, burstiness, and sharp-wave ripple-associated firing. They also showed strata-specific spike-timing interactions with inhibitory cell groups, suggestive of segregated neural populations. Furthermore, ensemble recordings revealed that cell assemblies were preferentially organized according to these strata. These results suggest sublayer-specific circuit organization in hippocampal CA1 of the freely-moving macaques that may underlie its role in cognition.

Autores: Saman Abbaspoor, K. L. Hoffman

Última atualização: 2024-05-22 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.12.06.570369

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.12.06.570369.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

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