pmid: "36346216"
title: "Conectando ao eixo longo."
authors: "Strange BA"
journal: "eLife"
pubdate: "2022 Nov 08"
doi: "10.7554/eLife.83718"
source: "PMC Full Text"

Conectando ao eixo longo.

Autores

Strange BA

Periodico

eLife (2022 Nov 08)

Conteudo

Conectando-se ao eixo longo
Novo estudo revela como várias regiões do córtex humano se conectam ao hipocampo ao longo de seu eixo ântero-posterior mais longo, lançando luz sobre a forma como essa estrutura é organizada funcionalmente.
Artigo de pesquisa relacionado Dalton MA, D’Souza A, Lv J, Calamante F. 2022. New insights into anatomical connectivityalong the anterior–posterior axis ofthe human hippocampus using in vivoquantitative fibre tracking. eLife 11:e76143. doi: 10.7554/eLife.76143.
Poucas questões em neurociência geram tanto debate e interesse quanto: “o que o hipocampo faz?”. Essa pequena estrutura em forma de cilindro está embutida em cada hemisfério cerebral, onde participa da navegação espacial, memória episódica, respostas emocionais e outras funções cognitivas. Grande parte do que se sabe sobre o hipocampo veio do estudo da organização de um circuito neural complexo ao longo de seu eixo transverso curto. No entanto, uma via promissora para entender como o hipocampo pode acomodar suas múltiplas funções é estudar seu eixo longo, que se estende de sua cabeça (anterior) à sua cauda (posterior).
Relatos mostrando que o equivalente roedor da cabeça e cauda do hipocampo desempenham papéis distintos podem ser rastreados há mais de 50 anos. Além disso, diferenças na atividade neural foram observadas ao longo do eixo ântero-posterior do cérebro humano em repouso e durante atividades baseadas em tarefas. Estudos recentes mostraram que regiões distintas ao longo do eixo longo do hipocampo podem controlar comportamentos cognitivos específicos. No entanto, pouco se sabe sobre como essa organização funcional está ligada às conexões anatômicas no cérebro humano – isto é, como as áreas ao longo do eixo ântero-posterior se conectam às regiões corticais distantes associadas ao processo cognitivo relevante. Agora, na eLife, Marshall Dalton e colegas da Universidade de Sydney relatam novas descobertas que ajudam a responder essa pergunta.
A equipe usou um protocolo de análise quantitativa para analisar imagens do cérebro humano capturadas usando ressonância magnética ponderada por difusão. Essa técnica não invasiva forneceu uma estimativa biologicamente significativa do número de fibras nervosas, ou conectividade, entre o hipocampo e várias áreas do córtex. Dalton et al. também refinaram a abordagem para ver onde as fibras dessas regiões corticais distantes se projetavam preferencialmente para o hipocampo.
Isso revelou que o hipocampo posterior possui múltiplas conexões com o córtex visual primário e inicial e com o córtex parietal medial, e essa conectividade diminui gradualmente em direção à cabeça do hipocampo. Por outro lado, o hipocampo anterior estava mais fortemente ligado ao polo temporal e ao córtex temporal lateral, com apenas um pequeno número de fibras nervosas dessas áreas corticais projetando-se para a cauda do hipocampo. Algumas regiões no hipocampo receberam entradas de múltiplas áreas corticais. Isso está de acordo com outros modelos que também mostram áreas discretas de conectividade entre o hipocampo e áreas cerebrais específicas, e outras conexões corticais que mudam gradualmente de densidade ao longo do eixo ântero-posterior (; Figura 1).

Esquema de como o hipocampo se conecta a diferentes partes do córtex ao longo de seu eixo ântero-posterior.

Dalton et al. estudaram como o hipocampo, uma estrutura em forma de cilindro em ambos os hemisférios do cérebro (esquerda, visto por baixo), se conecta a outras partes do córtex: o hipocampo esquerdo (contornado em preto) e as regiões cerebrais ao seu redor são mostrados no lado direito. É bem estabelecido que partes do eixo transverso do hipocampo – que se estende do meio (medial) à borda (lateral) do cérebro – estão conectadas a partes próximas do córtex envolvidas na cognição. No entanto, Dalton et al. descobriram que regiões corticais mais distantes também se conectam anatomicamente a regiões distintas ao longo do eixo longo do hipocampo, que se estende da parte anterior à posterior do cérebro: as fibras nervosas no córtex occipital e parietal medial (regiões destacadas em rosa) se projetam principalmente para o lado medial do hipocampo posterior, enquanto o polo temporal e o córtex temporal lateral (destacados em azul) estão mais fortemente ligados ao lado lateral do hipocampo anterior. A densidade dessas conexões muda gradualmente da cabeça para a cauda do hipocampo. Há também áreas discretas de alta conectividade que não são mostradas na figura.
Dalton et al. descobriram que a conexão entre o hipocampo e o sistema visual é muito mais forte em humanos do que em roedores (a espécie da qual a maioria dos insights sobre o eixo anteroposterior foi derivada). Evidências emergentes sugerem que, em primatas, os homólogos da atividade neuronal relacionada à autolocalização espacial em roedores (por exemplo, atividade de células de lugar ou de grade) podem, na verdade, ser respostas de visão ou semelhantes a grades ao espaço visual. Assim, a descoberta de Dalton et al. de que o córtex visual humano e o hipocampo estão mais fortemente conectados do que se apreciava em roedores é uma descoberta importante. Além disso, as conexões com o córtex visual inicial foram maiores no hipocampo posterior, uma seção que, em primatas, acredita-se ter um papel mais proeminente na navegação espacial do que a porção anterior. Como certas regiões no córtex visual inicial recebem entradas de partes específicas da retina, os achados de Dalton et al. levantam a intrigante questão de se essa informação 'retinotópica' também é transmitida ao hipocampo posterior.
Como em todos os estudos, existem algumas limitações. Por exemplo, é possível que as conexões entre o hipocampo e as áreas visuais que Dalton et al. relatam sejam, pelo menos em parte, uma fusão de fibras dentro de um trato bem conhecido que liga o córtex visual a uma estrutura muito próxima ao corpo e à cauda do hipocampo. Além disso, alguns dos resultados de Dalton et al. diferem de estudos em primatas não humanos, o que pode ser devido a limitações dos métodos de rastreamento neuronal não invasivos em humanos, em vez de diferenças legítimas entre espécies.
Dalton et al. também descobriram que a densidade das 'extremidades' dos neurônios variava ao longo do eixo transverso do hipocampo. Por exemplo, as fibras nervosas que se projetam do córtex visual e parietal (que processam informações visuais e sensoriais, respectivamente) pareciam terminar principalmente na região medial do hipocampo posterior; enquanto os neurônios no lobo temporal (que processa informações semânticas) tendiam a se conectar ao lado lateral do hipocampo anterior. No entanto, não está claro por que isso ocorre e como impacta as funções cognitivas – embora algumas pistas possam surgir da nossa compreensão do eixo transverso do hipocampo. Será importante determinar como o hipocampo integra informações dessas várias áreas corticais durante processos cognitivos, como a recordação de uma memória, dado que elas se projetam para lugares diferentes.
Outra descoberta surpreendente deste estudo é a conectividade relativamente baixa entre a porção anterior do hipocampo e o córtex pré-frontal medial, uma vez que essa conexão é importante para diversas funções cerebrais, como a formação de memórias integradas a partir de experiências sobrepostas. No entanto, Dalton et al. mencionam que há evidências sugerindo que o número de fibras nervosas que se projetam diretamente entre o córtex pré-frontal e o hipocampo é bastante escasso no cérebro humano. Apesar disso, isso levanta uma questão mais fundamental sobre até que ponto as conexões observadas anatomicamente refletem relações funcionais entre regiões, e se mesmo um pequeno número de neurônios pode acoplar fortemente partes do cérebro. Trabalhos futuros utilizando o método de imagem adotado por Dalton et al. serão importantes para responder a essa questão.
Interesses concorrentes
Nenhum interesse concorrente declarado.
Referências
A conectividade intrínseca revela redes cortico-hipocampais funcionalmente distintas no cérebro humano
Novos insights sobre a conectividade anatômica ao longo do eixo ântero-posterior do hipocampo humano usando rastreamento quantitativo de fibras in vivo
Projeções corticais da formação hipocampal não-entorrinal no macaco cynomolgus (Macaca fascicularis)
Memória simples: uma teoria para o arquicórtex
Lesões hipocampais dorsais e ventrais e comportamento
Codificação hexadirecional do espaço visual no córtex entorrinal humano
Representações espaciais no hipocampo de primatas e suas funções na memória e navegação
SIFT2: permitindo a avaliação quantitativa densa da conectividade da substância branca cerebral usando tractografia de fluxo
Segregando as funções do hipocampo humano
Organização funcional do eixo longitudinal do hipocampo
Um gradiente molecular ao longo do eixo longitudinal do hipocampo humano informa sistemas comportamentais em larga escala
Ativação hipocampal e do pré-frontal medial ventral durante a aprendizagem mediada pela recuperação apoia a generalização da memória