Notícia

Modelo in silico do hipocampo pode ajudar a compreender funcionamento da memória

Timothy Archibald, Universidade Stanford

Fonte

Faculdade de Medicina da Universidade Stanford

Data

quarta-feira, 26 dezembro 2018 11:20

Áreas

Bioinformática. Modelagem Computacional.

O hipocampo, estrutura anatômica localizada nos lobos temporais do cérebro humano, é indispensável tanto para o aprendizado quanto para a memória e, muitas vezes, o lugar onde se iniciam as convulsões epilépticas.

O Dr. Ivan Soltesz, professor de neurocirurgia e neurociências na Faculdade de Medicina da Universidade Stanford, nos Estados Unidos,  e seus colegas de equipe estão construindo um modelo virtual do hipocampo em grande escala. O modelo é computacional (in silico), na forma de representações matemáticas de tipos neuronais e seus componentes eletroquímicos e conexões que impulsionam a recepção, propagação e liberação de impulsos nervosos no hipocampo.

As construções matemáticas resultantes imitam os processos dos componentes que entram em um neurônio disparando um impulso, por exemplo. Como resultado, o neurônio virtual individual, ou suas conexões com outros neurônios virtuais, são muito semelhantes ao que se encontraria biologicamente.

“Qualquer coisa que alimentamos no modelo é baseada em evidências experimentais”, argumenta o Dr. Soltesz. “Se estamos dizendo ao computador que a freqüência de disparo, a força e a duração dessa conexão neurônio-a-neurônio deveriam ser uma certa quantidade, é porque isso é o que observamos nos sistemas biológicos.”

Eles completaram duas de suas seções mais importantes – cerca de metade de toda a estrutura – e as usaram para ilustrar o que acontece dentro das respectivas partes. O projeto, financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde e pela Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos, está funcionando com planos para completar o modelo dentro de dois ou três anos.

Isso, por sua vez, permitirá aos neurocientistas entender melhor como o hipocampo controla dois processos cognitivos cruciais: o primeiro é a memória de episódios (por exemplo, como foi o café da manhã) e o segundo é a memória espacial (por exemplo, onde o carro foi estacionado).

A capacidade de fazer experiências virtuais também pode acelerar a compreensão de por que o hipocampo é tão vulnerável ao envelhecimento – levando-nos a esquecer o que se comeu no café da manhã ou onde o carro foi estacionado – e é tão particularmente propenso à deterioração biológica, como na doença de Alzheimer.

A conclusão do modelo pode até levar à melhor compreensão e tratamentos de uma ampla gama de condições neurológicas. E, claro, é mais um passo para o objetivo final: um cérebro virtual.

Acesse a matéria completa na página da Universidade Stanford (em inglês).

Fonte: Bruce Goldman, Universidade Stanford. Imagem: Timothy Archibald, Universidade Stanford.

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