Aprendizagem e Memória–

Mecanismos moleculares e

bioquímicos da habituação, da

sensibilização e do

condicionamento clássico

Sistemas Outras designações

Subsistemas Recuperação

Processual Não declarativo Capacidades motorasCapacidades cognitivasCondicionamento

Implícita

SPR Indução (priming)

Descrição estruturalForma visual das pal.Forma auditiva das pal.

Implícita

Semântico GenéricoFactual

EspacialRelacional

Implícita

Primário TrabalhoCurto prazo

VisualAuditivo

Explicito

Episódico PessoalAutobiográficoEventos

Explicito

• Em 2000 Eric Kandel partilhou o PrémioNobel em Fisiologia e Medicina comoutros dois neurobiologos (ArvidCarlsson e Paul Greengard → dopamina)

pela sua contribuição para oentendimento dos mecanismoscelulares e bioquímicos daaprendizagem e da memória.

Algumas definições:

• O que é a aprendizagem?

Modificação do comportamento produzida

pela experiência na interacção com o meio.

Processo de aquisição de conhecimentos

acerca do mundo

• O que é a memória?

Processo através do qual este conhecimento

é codificado, armazenado e recuperado

• Paradigmas da aprendizagem

Não associativos

Habituação e Sensibilização

Associativos

Condicionamento clássico e

operante.

Aprendizagem espacial

orientação

Porque estudar a Aplysia?

Pequeno nº de neurónios de gr dimensões

Abordagem Comportamental

Identificação do circuito neuronal que regula o comportamento

No animal intacto ou em preparações identificar os neuronios e analisar as modificações fisiológicas.

1

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PARADIGMA DA HABITUAÇÃO

Habituação

• Modificações funcionais (transitórias)

Redução da libertação deneurotransmissor pelos neuróniossensoriais nas células alvo (neuróniosmotores e interneurónios).

• Modificações estruturais (duradouras)

Redução do nº de sinapses

Implicações para o entendimento dos sistemas e

processos da memória

Paradigma da Sensibilização

Três vias bioquímicas da facilitação

pressinóptica na sensibilização:

• 5-Ht liga-se a dois receptores

1. - G adenilcíclase AMPc PKA

→ canais K+

→ mobiliz vesículas

→ canais Ca++ L

2. – Go fosfolipase C diacilglicerol PKC

• Modificações da expressão genética

(cascata genética).

• PKA e MAP quinasetranslocam-se para o núcleo

• Activam o CREB 1 e libertamas acções inibidoras dorepressor da transcriçãoCREB 2.

• Expressão dos genes:

- Enzima ubiquitina hidrolaseque activa os proteosomas emodificam a subunidadecatalítica da PKA que setorna activa de um modopersistente.

- Factor de transcrição C/EBPum dos elementos da cascatagenética necessária aocrescimento de novas ligaçõessinápticas.

• Modificações funcionais transitóriasFacilitação pressinática pela cascata bioquímica do AMPc aumento das força da acção sináptica dos neurónios sensoriais nas células alvo.

• Modificações estruturais (alteração da expressão genética –Modificações de elementos proteicos da cascata bioquímica; Aumento do nº de sinapses.

Implicações para o entendimento dos sistemas e

processos da memória

PARADIGMA DO CONDICIONAMENTO

CLÁSSICO

o Três sinais que convergem no neurónio sensorial no CC

• Activação da adenilciclase pelo influxo de Ca++ representando o CS

• Activação dos receptores 5-Ht representando o US

• Sinal retrogrado que indica a activação da célula possinaptica

Implicações para o entendimento dos sistemas e

processos da memória

Estudos com a drosophila

Tem sido alvo de estudos genéticos que têm como objectivo identificar oscomponentes moleculares do desenvolvimento neuronal e da aprendizageme memória.

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Treino e testes do paradigma da memória e aprendizagem na Drosophila.

As moscas são primeiro treinadas para evitar um odor(e.g.ciclohexanol) numa grade electrificada. Depois dotreino, as moscas são submetidas à escolha entre duascâmaras, uma contendo o odor (a) e a outra sem oodor (b). A distribuição de moscas nas duas câmaras édepois analisada.

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Diversos mutantes da Drosophila em

que surgem modificações (défices) da

aprendizagem e da memória:

• Rutabaga, défice de adenilcíclase dependente da calmodulina/Ca2+

→ niveis baixos de AMPc;

• Dunce, ausência de fosfodiesterase que degrada o AMPc → niveiselevados ++ de AMPc;

• Aminesiac, ausência de neuropéptido que actua sobre aadenilcíclase.• PKA-R1, falha do PKA

• Outras aproximações genéticas para estudar a memória na Drosophila → transgenes cuja expressão está sob o controlo de um promotor induzivel (e.g. aquecimento e arrefecimento),

• 1. trangenes que bloqueiam a subunidade catalítica do PKA (impede MCD)

• 2. sobreexpressão do repressor da transcrição CREB 2 impede a memória de longa duração.

• 3. sobreexpressão do activador CREB 1 produz uma MLD imediata

• O paradigma NEUROPSICOLOGICO como síntese das abordagens da neurobiologia, da psicologia cognitiva, da neurologia, da psicopatologia

ambiente Genes

self

Referências

• Kandel ER, Schwartz JH, Jessell (2000): Principles of Neural Science 4th Ed.

• Bear, Connors e Paradiso…

• Squire LR, Kandel ER (2002): Da mente às moléculas (trad). Porto Ed.