Em uma descoberta que pode revolucionar nossa compreensão sobre o armazenamento de memórias no cérebro, cientistas no Japão conseguiram induzir um estado de hibernação em camundongos que resultou na perda de mais da metade de suas sinapses cerebrais. Surpreendentemente, apesar dessa 'limpeza' sináptica, os animais mantiveram suas memórias intactas, conforme detalhado em um estudo publicado recentemente na revista Science.
A Plasticidade Sináptica e o Desafio da Memória
A hipótese dominante sobre como as memórias são armazenadas sugere que, ao aprender algo, as conexões entre os neurônios envolvidos – as sinapses – se fortalecem e aumentam fisicamente. No entanto, essas conexões são notavelmente plásticas, mudando significativamente ao longo do tempo. “Se você comparar o arranjo dessas conexões no primeiro dia com o mesmo no quarto ou quinto dia, é muito, muito diferente”, explica Kazumasa Tanaka, neurocientista da Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University, no Japão.
Para investigar como uma memória que pode durar anos persiste em uma estrutura que se altera a cada poucos dias, a equipe de Tanaka optou por um experimento que intensificou essa mudança. Eles induziram um estado semelhante à hibernação em camundongos, o que, de fato, eliminou o estado de mais da metade de suas sinapses. O resultado inesperado foi que os camundongos aparentemente mantiveram suas memórias.
Hibernação Induzida por Neurônios Q (QIH)
A hibernação é uma característica natural de animais como esquilos, hamsters e ursos, mas o circuito neural que a desencadeia é conservado em mamíferos, incluindo espécies que não hibernam na natureza, como os camundongos.
Em junho de 2020, uma equipe liderada por Takeshi Sakurai, neurocientista da Universidade de Tsukuba e colaborador no estudo de Tanaka, desenvolveu uma técnica para ativar artificialmente esse circuito de hibernação. Isso é feito ativando uma população de neurônios, chamados neurônios Q, em uma região específica do hipotálamo. O estado resultante foi denominado QIH (Q-neuron-induced hypothermia and hypometabolism), ou hiportermia e hipometabolismo induzidos por neurônios Q.
“Com nosso protocolo, podemos baixar a temperatura corporal dos camundongos para cerca de 20° Celsius, e suas taxas de batimentos cardíacos e respiração também diminuem significativamente”, detalha Tanaka.
A classificação de QIH como 'hibernação real' depende da espécie de referência. Ursos, por exemplo, reduzem seu metabolismo, mas mantêm a temperatura corporal em torno de 36° ou 37° Celsius. Por outro lado, algumas espécies de esquilos entram em uma hibernação profunda, com temperaturas próximas de zero. “A hibernação artificial se situa em algum ponto intermediário desse espectro”, afirma Tanaka. O mais crucial do QIH é a capacidade de ativá-lo e desativá-lo à vontade. Nos experimentos de Tanaka, os camundongos permaneceram em estado de hibernação por 48 horas e depois despertaram.
A 'Limpeza' Sináptica e a Persistência da Memória
Para quantificar a perda de sinapses durante o QIH, a equipe de Tanaka implantou tetrodos – feixes de eletrodos finos – no hipocampo de camundongos em movimento. Observaram uma queda de cerca de 70% na atividade cerebral após o início da hibernação. Tecidos cerebrais de alguns animais foram imageados usando microscopia eletrônica de varredura de bloco serial antes, durante e dias após o despertar da hibernação. Os resultados revelaram que a hibernação erradicou mais da metade das sinapses. Em teoria, isso deveria apagar a maioria das memórias.
“Se você aceita que os traços de memória residem na eficácia de sinapses individuais, se você perde mais da metade das conexões sinápticas, é claro que o que você esperaria é um comprometimento da memória depois”, comenta Tanaka.
Contrariando essa expectativa, a equipe não encontrou nenhum comprometimento. Antes da hibernação, os camundongos foram treinados em duas tarefas de memória padrão:
- Condicionamento de Medo Contextual: O animal aprende a associar uma caixa específica a um leve choque elétrico.
- Labirinto em Cruz: O camundongo aprende a navegar para encontrar uma recompensa.
O desempenho em ambas as tarefas depende de memórias armazenadas no hipocampo, o que foi confirmado pela equipe ao criar uma lesão na região após o treinamento, fazendo com que as memórias desaparecessem. No entanto, quando outros camundongos submetidos ao QIH despertaram, eles realizaram as tarefas tão bem quanto os camundongos que não hibernaram.
“O que encontramos nesses dois diferentes paradigmas comportamentais é que a memória estava completamente intacta”, afirma Tanaka.
A sobrevivência dessas memórias, apesar da 'limpeza' sináptica, também foi confirmada por registros de atividade cerebral. As células de lugar – neurônios do hipocampo que disparam quando um animal ocupa um local específico – ainda disparavam nos mesmos locais após o despertar. Um decodificador que lia a atividade populacional conseguiu reconstruir a localização do camundongo com a mesma precisão de antes.
Sinapses Retornam aos Mesmos Locais
A observação das mesmas dendrites ao longo de oito dias revelou que as sinapses que desapareceram durante a hibernação reapareceram após o despertar, e 82% delas retornaram ao mesmo local na mesma dendrite que ocupavam anteriormente, uma proporção muito acima do que seria produzido pelo acaso.
As sinapses que desapareceram não eram uma amostra aleatória. Os cientistas usaram uma técnica chamada eGRASP, que faz uma conexão brilhar em verde apenas onde um neurônio marcado durante o aprendizado está conectado a outro neurônio marcado durante o mesmo evento de aprendizado. A equipe usou isso para observar especificamente as sinapses de engrama, conexões sinápticas especializadas entre neurônios que armazenam memória. Descobriu-se que as sinapses de engrama que estavam sozinhas em uma dendrite foram eliminadas pela hibernação; as sinapses de engrama arranjadas em aglomerados espaciais densos foram preservadas. Por que o agrupamento as protege ainda não é compreendido.
“Em termos de mecanismo, não sabemos”, diz Tanaka. “Esse é um dos projetos em andamento no laboratório.”
A equipe, no entanto, conseguiu analisar a arquitetura desses aglomerados. Traçando os aglomerados sobreviventes, a equipe de Tanaka descobriu que um terço das sinapses de engrama agrupadas estava ligado a algo chamado botão multissináptico.
“Geralmente, um único terminal pré-sináptico faz uma conexão sináptica com uma única espinha pós-sináptica – uma relação um para um”, explica Tanaka. “Em botões multissinápticos, um terminal pré-sináptico faz conexões sinápticas com múltiplas espinhas pós-sinápticas. Esta é uma estrutura rara. É difícil de encontrar no cérebro.”
Em sinapses aleatoriamente escolhidas de camundongos não hibernantes, apenas 3,3% estavam em um botão multissináptico. As sinapses de engrama agrupadas observadas aqui eram, se tanto, ligeiramente menores do que suas vizinhas – elas não eram as conexões ampliadas e fortalecidas que o modelo clássico preveria.
Para verificar se esse padrão realmente rastreava a memória em vez de um padrão geral de perda sináptica, a equipe realizou um controle negativo: eles submeteram um grupo de camundongos a anestesia de longo prazo combinada com citocalasina D, uma droga que bloqueia o alargamento e a estabilização das conexões sinápticas. Essa combinação, assim como o QIH, suprimiu o disparo neuronal e removeu uma parcela comparável de sinapses, mas os camundongos saíram dela com a memória de medo comprometida. Nesses animais, as sinapses de engrama agrupadas foram destruídas indiscriminadamente – assim como todas as outras sinapses.
Tanaka adverte: “Essa é uma limitação importante deste estudo. Até agora, não há como manipular o agrupamento de conexões sinápticas de engrama sem comprometer outros aspectos das sinapses e da rede”. Em outras palavras, não há como desativar seletivamente esses aglomerados para ver se as memórias são desativadas com eles. “É um estudo associativo em vez de um teste de causalidade”, alerta Tanaka.
No entanto, se as descobertas se confirmarem, elas podem indicar que uma memória não precisa de nenhuma sinapse específica para sobreviver, desde que a arquitetura neural mais ampla ao seu redor seja preservada.
Implicações Futuras: 'Configurações de Fábrica' do Cérebro
O laboratório de Tanaka já está considerando uma implicação ainda mais intrigante. “Se o cérebro se reconstrói após a hibernação, ele reconstrói o estado em que estava antes, ou alguma configuração preferida própria?”, questiona Tanaka. Para descobrir, a equipe induziu uma breve hibernação artificial em camundongos geneticamente modificados para desenvolver epilepsia, pouco antes do aparecimento das convulsões.
“Descobrimos que o desenvolvimento da epilepsia foi completamente suprimido após a hibernação, embora nenhuma manipulação adicional tenha ocorrido”, afirma Tanaka.
Isso, ele argumenta, sugere que o cérebro, após a hibernação, retorna a uma espécie de estado de rede padrão, algo como suas 'configurações de fábrica', em vez de simplesmente retomar de onde parou. Embora essas descobertas relacionadas à epilepsia ainda não tenham sido publicadas, Tanaka espera que sua equipe as inclua em um artigo de acompanhamento.
Ainda assim, mesmo que essas observações iniciais sejam confirmadas, levará muito tempo até que as descobertas de Tanaka encontrem aplicações clínicas em humanos.
“Ainda há tantos desafios – medidas mais rigorosas de segurança e ética também”, diz Tanaka. “Todos os estudos até agora foram feitos em camundongos. Precisamos passar para ratos ou macacos e ver se a hibernação artificial realmente tem impacto no funcionamento do cérebro ou não. Ainda temos muitas coisas a fazer.”
O estudo foi publicado na revista Science em 22 de agosto de 2026, com o DOI: 10.1126/science.aee7004.
Serviço
Estudo: 'Putting mice into hibernation causes a major loss of synapses'
- Publicação: Science
- Data: 22 de agosto de 2026
- Autores Principais: Kazumasa Tanaka (Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University) e Takeshi Sakurai (Universidade de Tsukuba)
- DOI: 10.1126/science.aee7004
Fonte: Ars Technica — Tecnologia global — matéria original publicada em arstechnica.com. Imagens e vídeos: Ars Technica — Tecnologia global. Texto apurado e reescrito pela redação da LZ7 Energia.