Circuitos do Hipocampo I - (Hippocampus circuitry)

No artigo "Introdução ao Estudo do Hipocampo" mostramos basicamente o que este pequeno órgão cerebral faz por nós, os seres humanos. Ele é o intermediário entre a Realidade e a nossa percepção desta Realidade. É também o "gravador" das nossas percepções da Realidade e, como vamos perceber, o "reprodutor" de nossas percepções armazenadas em nossa memória.

Neste artigo, vamos apresentar as áreas do Hipocampo novamente, porém de uma forma mais voltada aos microcircuitos que elas perfazem entre si, e aos circuitos que ultrapassam os domínios deste pequeno e importantíssimo órgão cerebral.

Circuito esquemático

Para a compreensão deste diagrama, é fundamental a absorção prévia da função de regiões cerebrais citadas no mesmo.

Entorhinal Cortex

É um centro de distribuição de informações oriundas do Córtex Cerebral. Portanto, fica entre o Neocórtex e o Hipocampo. Uma das funções já mapeadas deste órgão é a associação das informações provindas do Sistema Ocular e do Sistema Auditivo. As informações do Sistema Ocular se subdividem entre as provenientes do LEC (Lateral Entorhinal Cortex) e do MEC (Medial Entorhinal Cortex).

O primeiro (LEC) cuida dos objetos/entidades individuais de uma cena. O segundo (MEC) traz as informações do cenário, ou seja, estabelece um sistema de coordenadas espaciais, utilizando células especializadas, como as "grid cells", ou células de grade, que dividem o ambiente em quadrados imaginários, e as "border cells", ou células de borda, que marcam os contornos do ambiente em que o indivíduo está. Também temos as "header cells", ou células de "cabeçalho", que dizem para onde os olhos da pessoa estão apontando.

Quando você entra em uma sala, galpão, quarto, banheiro, escritório, seja o ambiente que for, estas células nervosas ajustam seus "disparos" às dimensões do cômodo, e ficam atentas à direção do seu olhar.

O LEC lida, em grande parte, com informações oriundas dos órgãos sensoriais, daí sua característica ser mais a de se preocupar com os objetos da cena. O MEC parece se preocupar mais com a integração do indivíduo aos caminhos e à extensão do ambiente, e muito pouco com as informações sensoriais.

Ainda existe um aspecto interessante sobre o LEC, pois esta região é acionada quando você se pergunta

"Onde está aquele objeto que estava aqui ?"

ou seja, enquanto o MEC lida, durante uma busca, com a cena em si, o LEC também lida com o PASSADO das posições dos objetos da cena. Ele carrega o contexto HISTÓRICO dos objetos, caso já tenha estado na cena em questão.

Header Cells - Direção da cabeça

A camada III do MEC contribui para a localização pessoal por meio de suas "Header Cells", ou seja, células que disparam seus potenciais para cada direção em que a cabeça do indivíduo aponta. Pela observação da figura acima, vemos que esta informação é dirigida para a área CA1 do Hipocampo.

Grid Cells - Células de Grade

A camada II do MEC contribui para a localização pessoal por meio de suas "Grid Cells", ou seja, células que disparam seus potenciais para cada local específico de coordenada espacial em que a o indivíduo está. Pela observação da figura acima, vemos que esta informação é dirigida para as áreas DG e CA3 do Hipocampo. A camada III do MEC também possui Grid Cells.

Border Cells - Células de borda

As camadas II e III do MEC também contribuem para a localização pessoal por meio de suas "Border Cells", ou seja, células que disparam quando o indivíduo está nas beiradas do ambiente de seu contexto.

Área DG

DG é a sigla em inglês para Dentate Gyrus, em português, Giro dentado, devido à sua forma dentro do órgão que os contem (Hipocampo). Esta área é ativada na formação das memórias, MAS NÃO PARTICIPA DO PROCESSO DE RECUPERAÇÃO das mesmas (lembrança, consultade informações armazenadas na memória).

Nesta área ocorre a neurogênese, ou seja, o nascimento de novas células nervosas. No caso do computador, poderíamos comparar estas células às memórias em branco, ou virgens, ainda não ocupadas. Um computador NÃO CRIA MEMÓRIAS e sim APROVEITA AS DESOCUPADAS, revelando como o cérebro é um equipamento muito mais poderoso.

Um dos tabus que existia até a década de 1990 era o de que o cérebro de pessoas mais velhas não criava novas células para as novas memórias, um absurdo que caiu por terra.

Giro Dentado, camada escondida da Rede Neural

Existe um método para resolução de problemas, denominado Redes Neurais Artificiais (RNA), que vem ganhando projeção em virtude justamente das pesquisas de Neurocientistas. No entanto, eles mesmos não utilizam este conceito na prática, ficando esta tarefa a cargo dos matemáticos, dos Analistasa de Sistemas e dos Programadores.

Em nosso artigo "Visão dual da Realidade e amadurecimento por parâmetros" , mostramos basicamente a ideia de uma Rede Neural. Sem tecer maiores detalhes, vimos que havia uma camada de "neurônios" entre os parâmetros de entrada e o resultado fornecido pela rede. Era a camada escondida.

O Giro Dentado fornece justamente este expediente, provendo um meio de ajuste entre os estímulos despertados por um fato novo e informações parecidas que já foram armazenadas em nosso Cortex, durante a nossa vida prática.

Como já deixamos mais ou menos claro em artigos anteriores, depois de algum tempo, pouca coisa pode ser classificada, na Realidade dos fatos, como algo NOVO para a nossa Memória. Portanto, o que é reconhecido por nossos estímulos só COMPLEMENTA ideias existentes com algum DETALHE A MAIS. Você pode notar isto nos noticiários. Os fatos são mais ou menos os mesmos, mudando apenas o autor, a data, o local, e uma ou outra condição. O resto é todo REPETIDO.

Área CA1

Em se tratando de Circuitos, finalidade deste artigo, o CA1 é, a exemplo da área DG, mais uma camada de ajuste de Rede Neural, com a diferença de não prover novos neurônios à Rede, apenas aproveitando os estímulos da camada III do Cortex Entorhinal.

Área CA3

Em se tratando de Circuitos, finalidade deste artigo, o CA1 é, a exemplo da área DG, mais uma camada de ajuste de Rede Neural, com a diferença de não prover novos neurônios à Rede, apenas aproveitando os estímulos da camada II do Cortex Entorhinal.

E acrescente-se o fato de que esta área possui ligações recorrentes com os seus próprios neurônios. Atribui-se a esta área a "Memória Associativa", justamente por suportar este tipo de ligação. Mas é preciso lembrar que as ligações sinápticas entre neurônios (ou com o próprio neurônio, neste caso), diferem, dependendo de ser concretizada na camada proximal, medial ou distal.

Cabe ressaltar que esta área funciona como uma espécie de Amplificador dos sinais processados, e como um INTEGRADOR do Local, dos Objetos neste Local, do Evento acontecendo e do Contexto (o papel do EU naquele local e naquele Evento) Daremos mais detalhes no artigo "Microcircuitos e Memória Associativa".

Perforant Pathway

Como a tradução desta espressão fica muito feia - "Caminho perfurante" - vamos utilizá-la em inglês mesmo, para evitar uma aparência deselegante, e nos referir a ela pela sua abreviatura "PP".

Este feixe de fibras é composto de axônios oriundos do Cortex Entorhinal, das áreas já distinguidas no item "Cortex Entorhinal" no início do artigo. De acordo com o tipo de objeto do contexto, elas são dirigidas para destinos diferentes. As informações a respeito de objetos e entidades da cena observada pelo indivíduo (LEC), oriundas da camada II, bem como as informações da cena observada pelo indivíduo (MEC), oriundas da camada II, tem o mesmo destino: os dendritos das Células de Mossy no Giro Dentado.

As informações a respeito de objetos e entidades da cena observada pelo indivíduo (LEC), oriundas da camada II, bem como as informações da cena observada pelo indivíduo (MEC), oriundas da camada II, tem o mesmo destino: os dendritos das Células Piramidais , da área CA3.

As informações a respeito de objetos e entidades da cena observada pelo indivíduo (LEC), oriundas da camada III, bem como as informações da cena observada pelo indivíduo (MEC), oriundas da camada III, tem o mesmo destino: os dendritos das Células Piramidais , da área CA1.

Os axônios das células piramidais da área CA3 formam ligações associatiovas com seus próprios neurônios, emitindo, ao mesmo tempo, prolongamentos para a área CA1 em um feixe de fibras conhecido como Schaffer Collaterals.

Conclusão

Todos estes circuitos estabelecem exatamente as "camadas escondidas" (hidden layers) para modular os impulsos originados do Córtex Cerebral com as demais áreas do Sistema Límbico, não mostradas, com o objetivo de formar novas memórias.

Caso os impulsos sejam estabelecidos apenas para a recuperação de memórias, o Giro Dentado não é envolvido.

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Bibliografia:

Role of the dual entorhinal inputs to Hippocampus - John E. Lisman
Hippocampus, microcircuits and associative memory - Vassilis Cutsurides, Thomas Wennekers


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