Duas regiões cerebrais fundamentais para o aprendizado, o hipocampo e o córtex pré-frontal, usam duas freqüências diferentes de ondas cerebrais para se comunicar quando o cérebro aprende a associar objetos não relacionados, descobriram pesquisadores.
Mente e Célebro
Como as ondas cerebrais guiam a formação da memória
Os neurônios zumbem em diferentes freqüências para dizer ao cérebro que as memórias devem armazenar.
Nossos cérebros geram um zumbido constante de atividade: À medida que os neurônios disparam, eles produzem ondas cerebrais que oscilam em diferentes freqüências. Longamente pensado para ser apenas um subproduto da atividade neuronal, estudos recentes sugerem que essas ondas podem desempenhar um papel crítico na comunicação entre diferentes partes do cérebro.
O novo estudo do MIT neuroscientists acrescenta a essa evidência. Os pesquisadores descobriram que duas regiões cerebrais que são fundamentais para o aprendizado - o hipocampo e o córtex pré-frontal - usam duas freqüências diferentes de ondas cerebrais para se comunicar quando o cérebro aprende a associar objetos não relacionados. Sempre que o cérebro liga corretamente os objetos, as ondas oscilam em uma freqüência mais alta, chamada "beta", e quando a suposição é incorreta, as ondas oscilam em uma freqüência "theta" mais baixa.
"É como se você estivesse jogando um jogo de computador e você obtivesse um ding quando você o começar direito, e um zumbido quando você começ o errado. Estas duas áreas do cérebro estão jogando duas "notas" diferentes para suposições corretas e suposições erradas, "diz Earl Miller, o professor de Picower da neurociência, um membro do instituto de Picower do MIT para a aprendizagem ea memória, e autor sênior de um papel que descreve o Achados na edição on-line do 23 de fevereiro de Nature Neuroscience .
Além disso, essas oscilações podem reforçar as suposições corretas ao reprimir as suposições incorretas, ajudando o cérebro a aprender novas informações, dizem os pesquisadores.
Sinalização certa e errada
Miller e principal autor Scott Brincat, um cientista de pesquisa no Instituto Picower, examinou a atividade no cérebro, uma vez que forma um tipo de memória chamada memória de memória explícita para fatos e eventos. Isso inclui vínculos entre itens como nomes e rostos, ou entre um local e um evento que ocorreu lá.
Durante a tarefa de aprendizagem, os animais foram mostrados pares de imagens e gradualmente aprenderam, por tentativa e erro, quais pares foram juntos. Cada resposta correta foi sinalizada com uma recompensa.
Como os pesquisadores registraram ondas cerebrais no hipocampo e no córtex pré-frontal durante esta tarefa, eles notaram que as ondas ocorreram em diferentes freqüências dependendo se a resposta correta ou incorreta foi dada. Quando a suposição estava correta, as ondas ocorreram na freqüência beta, cerca de 9 a 16 hertz (ciclos por segundo). Quando incorretas, as ondas oscilavam na freqüência theta, cerca de 2 a 6 hertz.
Estudos anteriores do Mark Bear do MIT, também um membro do Instituto Picower, descobriram que estimular neurônios em fatias de cérebro em freqüências beta fortalece as conexões entre os neurônios, enquanto estimular os neurônios em freqüências theta enfraquece as conexões.
Miller acredita que a mesma coisa está acontecendo durante esta tarefa de aprendizagem.
"Quando o animal adivinha corretamente, o cérebro cantarola na nota de resposta correta, e essa freqüência reforça o fortalecimento das conexões", diz ele. "Quando o animal adivinha incorretamente, o buzzer 'errado' soa, e essa freqüência é o que enfraquece as conexões, então basicamente está dizendo ao cérebro para esquecer o que ele fez".
Os resultados representam um passo importante para revelar como as memórias são formadas, diz Howard Eichenbaum, diretor do Centro de Memória e Cérebro da Universidade de Boston.
"Este estudo oferece uma história muito específica e detalhada sobre o papel de diferentes direções de fluxo, quem está enviando informações a quem, em que freqüências e como esse feedback contribui para a formação da memória", diz Eichenbaum, que não fazia parte da equipe de pesquisa .
O estudo também destaca a importância das ondas cerebrais na função cognitiva, que só recentemente foi descoberto por Miller e outros.
"As ondas cerebrais foram ignoradas por décadas na neurociência. Foi pensado de como o zumbido de um motor de carro, "Miller diz. "O que estamos descobrindo através deste experimento e outros é que essas ondas cerebrais podem ser a infra-estrutura que suporta a comunicação neural."
Melhorando a memória
Os pesquisadores estão agora investigando se eles podem acelerar o aprendizado através da entrega de estimulação elétrica não invasiva que oscila em freqüências beta quando a resposta correta é dada e em freqüências theta quando a resposta incorreta é dada. "A idéia é que você faça as suposições corretas se sentem mais corretas para o cérebro, e as suposições incorretas se sentem mais incorretas", diz Miller.
Esta forma de estimulação elétrica de muito baixa tensão já foi aprovada para uso em seres humanos.
"Esta é uma técnica que as pessoas têm usado em seres humanos, por isso, se ele funciona, poderia potencialmente ter relevância clínica para melhorar a memória ou tratamento de distúrbios neurológicos", diz Brincat.
A pesquisa foi financiada pelo Instituto Nacional de Saúde Mental e da Fundação Picower.
O novo estudo do MIT neuroscientists acrescenta a essa evidência. Os pesquisadores descobriram que duas regiões cerebrais que são fundamentais para o aprendizado - o hipocampo e o córtex pré-frontal - usam duas freqüências diferentes de ondas cerebrais para se comunicar quando o cérebro aprende a associar objetos não relacionados. Sempre que o cérebro liga corretamente os objetos, as ondas oscilam em uma freqüência mais alta, chamada "beta", e quando a suposição é incorreta, as ondas oscilam em uma freqüência "theta" mais baixa.
"É como se você estivesse jogando um jogo de computador e você obtivesse um ding quando você o começar direito, e um zumbido quando você começ o errado. Estas duas áreas do cérebro estão jogando duas "notas" diferentes para suposições corretas e suposições erradas, "diz Earl Miller, o professor de Picower da neurociência, um membro do instituto de Picower do MIT para a aprendizagem ea memória, e autor sênior de um papel que descreve o Achados na edição on-line do 23 de fevereiro de Nature Neuroscience .
Além disso, essas oscilações podem reforçar as suposições corretas ao reprimir as suposições incorretas, ajudando o cérebro a aprender novas informações, dizem os pesquisadores.
Sinalização certa e errada
Miller e principal autor Scott Brincat, um cientista de pesquisa no Instituto Picower, examinou a atividade no cérebro, uma vez que forma um tipo de memória chamada memória de memória explícita para fatos e eventos. Isso inclui vínculos entre itens como nomes e rostos, ou entre um local e um evento que ocorreu lá.
Durante a tarefa de aprendizagem, os animais foram mostrados pares de imagens e gradualmente aprenderam, por tentativa e erro, quais pares foram juntos. Cada resposta correta foi sinalizada com uma recompensa.
Como os pesquisadores registraram ondas cerebrais no hipocampo e no córtex pré-frontal durante esta tarefa, eles notaram que as ondas ocorreram em diferentes freqüências dependendo se a resposta correta ou incorreta foi dada. Quando a suposição estava correta, as ondas ocorreram na freqüência beta, cerca de 9 a 16 hertz (ciclos por segundo). Quando incorretas, as ondas oscilavam na freqüência theta, cerca de 2 a 6 hertz.
Estudos anteriores do Mark Bear do MIT, também um membro do Instituto Picower, descobriram que estimular neurônios em fatias de cérebro em freqüências beta fortalece as conexões entre os neurônios, enquanto estimular os neurônios em freqüências theta enfraquece as conexões.
Miller acredita que a mesma coisa está acontecendo durante esta tarefa de aprendizagem.
"Quando o animal adivinha corretamente, o cérebro cantarola na nota de resposta correta, e essa freqüência reforça o fortalecimento das conexões", diz ele. "Quando o animal adivinha incorretamente, o buzzer 'errado' soa, e essa freqüência é o que enfraquece as conexões, então basicamente está dizendo ao cérebro para esquecer o que ele fez".
Os resultados representam um passo importante para revelar como as memórias são formadas, diz Howard Eichenbaum, diretor do Centro de Memória e Cérebro da Universidade de Boston.
"Este estudo oferece uma história muito específica e detalhada sobre o papel de diferentes direções de fluxo, quem está enviando informações a quem, em que freqüências e como esse feedback contribui para a formação da memória", diz Eichenbaum, que não fazia parte da equipe de pesquisa .
O estudo também destaca a importância das ondas cerebrais na função cognitiva, que só recentemente foi descoberto por Miller e outros.
"As ondas cerebrais foram ignoradas por décadas na neurociência. Foi pensado de como o zumbido de um motor de carro, "Miller diz. "O que estamos descobrindo através deste experimento e outros é que essas ondas cerebrais podem ser a infra-estrutura que suporta a comunicação neural."
Melhorando a memória
Os pesquisadores estão agora investigando se eles podem acelerar o aprendizado através da entrega de estimulação elétrica não invasiva que oscila em freqüências beta quando a resposta correta é dada e em freqüências theta quando a resposta incorreta é dada. "A idéia é que você faça as suposições corretas se sentem mais corretas para o cérebro, e as suposições incorretas se sentem mais incorretas", diz Miller.
Esta forma de estimulação elétrica de muito baixa tensão já foi aprovada para uso em seres humanos.
"Esta é uma técnica que as pessoas têm usado em seres humanos, por isso, se ele funciona, poderia potencialmente ter relevância clínica para melhorar a memória ou tratamento de distúrbios neurológicos", diz Brincat.
A pesquisa foi financiada pelo Instituto Nacional de Saúde Mental e da Fundação Picower.
Referência de informação site: Massachusetts Institute of Technology , Artigo: How brain waves guide memory formation
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