Cientistas identificaram a entrada de açúcar no cérebro após uma experiência assustadora como um gatilho para memórias que se mantêm durante vários dias.
Este resultado liga sinais de fome ao armazenamento de memórias e aponta para uma via biológica através da qual episódios stressantes podem influenciar a alimentação depois do acontecimento.
Um sinal de fome no cérebro
Em moscas-da-fruta treinadas para temer um cheiro, a alteração decisiva surgiu apenas após lições repetidas que combinavam odor e choque. Quando as moscas ingeriam açúcar depois do treino, a experiência passava a ficar registada como memória de longo prazo.
Pierre-Yves Plaçais, Ph.D., do CNRS (Centro Nacional Francês de Investigação Científica), mostrou que, quando a alimentação era retomada, os mesmos sensores cerebrais de açúcar voltavam a activar-se.
Esses sensores só respondiam durante um período curto após o treino, enquanto o cérebro ainda conseguia usar o açúcar que chegava para estabilizar a memória.
Quando essa janela se fechava, as moscas continuavam a evitar o odor, mas a forma duradoura da memória não se consolidava, reduzindo o enigma ao sinal que o açúcar estava a transmitir.
O açúcar fixa a memória
Depois das lições, as moscas só formavam memórias persistentes quando o açúcar chegava a sensores activos num intervalo de cerca de três horas após o treino.
Na aprendizagem aversiva - aprendizagem a partir de consequências desagradáveis - um odor era emparelhado com choques eléctricos ligeiros até que, mais tarde, as moscas evitassem esse odor.
Os cientistas usaram Drosophila melanogaster, uma mosca-da-fruta frequentemente utilizada em genética, porque o seu cérebro pequeno permite testes individuais muito precisos.
Esta fronteira temporal sugere que o sinal está ligado à detecção de hidratos de carbono, e não apenas às calorias, como ponto de partida para a consolidação duradoura.
O cérebro imita a fome (Gr43a em moscas-da-fruta)
Lições repetidas alteraram o cérebro de moscas bem alimentadas ao silenciar células que, normalmente, mantêm os sensores de açúcar desligados após o treino.
Em moscas alimentadas, os neurónios Gr43a - células cerebrais sensíveis ao açúcar - tendem a ignorar a frutose depois de uma ingestão normal de hidratos de carbono.
Em testes anteriores, demonstrou-se que estes neurónios respondiam ao açúcar apenas em animais com fome.
Essa “fome emprestada” durava apenas algumas horas, tornando o momento do consumo tão determinante quanto o próprio açúcar para que o armazenamento se tornasse duradouro.
O sinal atravessa o cérebro
Assim que a detecção de açúcar era retomada, as células activadas libertavam tireoestimulina, um mensageiro semelhante a uma hormona capaz de transmitir sinal entre regiões cerebrais após a alimentação.
Esse mensageiro chegava a neurónios responsáveis pela formação de memória, onde as células preparavam a lição do odor para um armazenamento mais prolongado no cérebro após o treino.
Quando os investigadores bloquearam o mensageiro, ou as células que o recebiam, a memória foi perturbada por interrupção do sinal biológico.
A comida foi relevante porque desencadeou esse sinal, e não porque simplesmente aumentou as reservas de energia do animal depois do treino.
A memória precisa de combustível
A criação de uma memória resistente exigiu um uso rápido de combustível dentro do corpo pedunculado (mushroom body) de cada mosca, uma área cerebral que armazena associações aprendidas.
Trabalho anterior mostrou que a memória de longo prazo em moscas pode ter custos de sobrevivência sob stress severo, como a desidratação.
Nas novas experiências, a mensagem ligada ao açúcar aumentou a utilização de glicose, ajudando os neurónios a preparar a memória para armazenamento durante a consolidação inicial.
Esta necessidade energética ajuda a explicar porque o cérebro pode “esperar” por um sinal de açúcar antes de gastar recursos a fixar uma memória naquele momento.
A memória altera a escolha alimentar
Após prática espaçada, moscas bem alimentadas escolheram sacarose (açúcar de mesa) com maior intensidade do que moscas que tinham vivido odores e choques em separado.
Moscas individuais fizeram essa escolha durante testes de alimentação de 60 minutos, o que deu aos investigadores uma leitura directa do apetite de cada animal.
A perda de sinalização Gr43a ou de tireoestimulina reduziu essa preferência por açúcar, ligando apetite e memória através de uma única via após o treino.
Esta mudança de apetite não prova a existência de alimentação emocional em humanos, mas oferece uma via cerebral testável.
Uma via comum para a memória
A aprendizagem por recompensa recorreu ao mesmo circuito quando moscas em jejum associaram um odor a uma refeição com açúcar.
Como as moscas em jejum já tinham os sensores de açúcar activos, comer após a aprendizagem fornecia ao cérebro o sinal necessário sem exigir alterações adicionais do circuito.
Já o treino aversivo teve de criar primeiro esse estado, mesmo que a lição em si não incluísse qualquer pista alimentar, e isso só aconteceu através de prática repetida.
Este mecanismo partilhado ajuda a explicar o efeito do espaçamento, em que a prática distribuída no tempo melhora a memória.
A cautela nos humanos
Os cérebros humanos não são cérebros de moscas, e os autores não demonstraram o mesmo circuito em mamíferos, incluindo pessoas.
Ainda assim, as moscas continuam a ser valiosas porque os investigadores conseguem ligar e desligar grupos minúsculos de neurónios com uma precisão invulgar em cérebros vivos.
A alimentação associada ao stress em pessoas envolve hormonas, hábitos, cultura e muitas regiões cerebrais.
“Os nossos resultados fornecem uma base de circuito neural, e um valor cognitivo, para um comportamento semelhante à alimentação emocional”, escreveram Plaçais e colegas.
Melhores perguntas a seguir
Trabalho futuro terá de testar se cérebros de mamíferos usam sensores de nutrientes - células que monitorizam químicos dos alimentos - durante o armazenamento de memórias sob stress comparável.
Esses estudos terão de separar sinais genuínos de memória de alterações na fome ou na atenção.
O factor tempo continuará a ser um desafio, porque o sinal na mosca funcionou apenas durante uma janela receptiva curta.
Respostas mais claras poderão reformular a forma como os cientistas estudam aprendizagem, metabolismo e apetite impulsionado pelo stress em animais, sem culpar apenas o açúcar.
Açúcar, memória, fome
Nestas experiências, o açúcar não funcionou como uma simples recompensa, mas como um sinal biológico cronometrado para o armazenamento de memória.
Ao ligar detecção de comida, prática e apetite, este trabalho transforma um pequeno circuito da mosca num problema de memória mais nítido para a ciência.
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