12/3/2010
O objetivo do trabalho foi ampliar o conhecimento de como o cérebro armazena memórias. O estudo, liderado pela professora Eleanor Maguire, é uma continuação de um trabalho publicado no ano passado em que o mesmo grupo mostrou como memórias espaciais são gravadas em padrões regulares de atividade no hipocampo, área no cérebro responsável pela memória e aprendizagem.
Por meio da análise de imagens da atividade cerebral, programa desenvolvido por cientistas britânicos acerta em quais de três filmes, exibidos anteriormente, voluntários estavam pensando (imagem: Wikipedia)
O novo trabalho foi publicado na quinta-feira (11/3) na revista Current Biology. Para explorar como as memórias episódicas são armazenadas, os pesquisadores exibiram a dez voluntários três filmes curtos e pediram que tentassem memorizar o que viram.
Os filmes eram bem simples e compartilhavam alguns detalhes. Todos incluíam uma mulher que fazia uma tarefa comum em um típico cenário urbano. Os filmes tinham a mesma duração: sete segundos. Um deles, por exemplo, mostrava uma mulher andando em uma rua e bebendo café de um copo de papel para, no fim, jogar o copo no lixo. Outro filme mostrava uma outra mulher colocando uma carta na caixa de correio.
Em seguida, os pesquisadores pediram aos voluntários que tentassem memorizar os três filmes, na sequência em que foram exibidos. Enquanto isso era feito, seus cérebros eram examinados por ressonância magnética, de modo a registrar a atividade cerebral por meio da medição de alterações no fluxo sanguíneo.
Um programa de computador desenvolvido para o estudo analisou os padrões registrados para tentar identificar qual dos filmes a pessoa estava tentando memorizar apenas pela atividade cerebral.
"O programa foi capaz de estimar corretamente em qual dos filmes o voluntário estava pensando em um número de vezes muito acima do que se pode esperar apenas pela probabilidade de tentativa e erro. Os resultados sugerem que nossas memórias são gravadas em um padrão regular", disse Martin Chadwick, autor principal do estudo.
Embora uma rede que reúne diversas áreas do cérebro esteja envolvida no processo de armazenamento de memórias, os pesquisadores decidiram centralizar o estudo no lobo temporal médio, uma região que se suspeita estar envolvida principalmente na memória episódica. A região inclui o hipocampo, área que o grupo estudou extensivamente nos últimos anos.
Os cientistas observaram que as principais áreas envolvidas no armazenamento de memórias eram o hipocampo e as regiões imediatamente ao lado. Entretanto, o programa de computador teve aproveitamento melhor ao analisar a atividade apenas no hipocampo, indicando que essa é a região mais importante para o armazenamento de memórias episódicas.
“Agora que estamos conseguindo um retrato mais claro de como nossas memórias são armazenadas, esperamos examinar como elas são afetadas pelo tempo, pelo processo de envelhecimento e por danos ao cérebro”, disse Maguire.
O artigo Decoding Individual Episodic Memory Traces in the Human Hippocampus (doi 10.1016/j.cub.2010.01.053), de Eleanor Maguire e outros, pode ser lido por assinantes da Current Biology (Science Direct) em www.cell.com/current-biology.
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Current Biology, 11 March 2010 | Copyright © 2010 Elsevier Ltd All rights reserved. | 10.1016/j.cub.2010.01.053
Decoding Individual Episodic Memory Traces in the Human Hippocampus
Martin J. Chadwick,Demis Hassabis,Nikolaus Weiskopf,Eleanor A. Maguire
It is possible to decode specific episodic memory traces from fMRI activity
Individual memories can be decoded from fMRI activity in the human hippocampus (HC)
The HC contains significantly more episodic information than adjacent brain areas
Episodic information is localized to bilateral anterior and right posterior HC
Summary
In recent years, multivariate pattern analyses have been performed on functional magnetic resonance imaging (fMRI) data, permitting prediction of mental states from local patterns of blood oxygen-level-dependent (BOLD) signal across voxels [1, 2,1, 2]. We previously demonstrated that it is possible to predict the position of individuals in a virtual-reality environment from the pattern of activity across voxels in the hippocampus [3]. Although this shows that spatial memories can be decoded, substantially more challenging, and arguably only possible to investigate in humans [4], is whether it is feasible to predict which complex everyday experience, or episodic memory, a person is recalling. Here we document for the first time that traces of individual rich episodic memories are detectable and distinguishable solely from the pattern of fMRI BOLD signals across voxels in the human hippocampus. In so doing, we uncovered a possible functional topography in the hippocampus, with preferential episodic processing by some hippocampal regions over others. Moreover, our results imply that the neuronal traces of episodic memories are stable (and thus predictable) even over many re-activations. Finally, our data provide further evidence for functional differentiation within the medial temporal lobe, in that we show the hippocampus contains significantly more episodic information than adjacent structures.
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