Plasticidade intrínseca

O artigo fala por si mesmo: mais perguntas do que respostas. Aqui está a tradução.

Intrinsic plasticity: the 'other' learning mechanism
Plasticidade intrínseca: o 'outro' mecanismo de aprendizagem

Uma citação do Nobel Eric Kandel no exemplar de 11 de dezembro da revista Science lembrou-me um pequeno artigo de David Glanzman, que tratava de um notável estudo sobre plasticidade pan-neuronal (também conhecida como 'intrínseca'), e seu envolvimento em aprendizagem e memória. Aqui está a citação:

P: A plasticidade sináptica é um conceito básico em seu trabalho com memória. Você vem trabalhando com Aplysias desde 1962. O que acha que podemos aprender com essas pequenas lesmas?

R: Juntamente com todo tipo de modificação sináptica, existe uma modificação concomitante na excitabilidade dos neurônios. Por exemplo, nas Aplysias, diversos neurônios disparam espontaneamente, em jatos. Se v. estimular uma célula que está disparando (sinapticamente), v. pode modificar sua atividade de disparo por longos períodos de tempo (o que implica que há plasticidade não só na sinapse, mas também no próprio neurônio). Isto me surpreendeu muito. Mas nunca voltei a esse estudo.

Fiquei sabendo dessa citação através do meu orientador de pós-doc, John Byrne. Ele descobriu essa antiga menção de Kandel num trabalho de 1977. Hoje, é claro, a plasticidade intrínseca é um fenômeno bem documentado, mas sua complexidade, até aqui, tem dificultado as pesquisas sobre a relação entre a plasticidade sinapse-específica e a plasticidade intrínseca, que engloba todo o neurônio.Além disso, algumas formas de plasticidade intrínseca parecem ser um pouco input-específicas. Por exemplo, se afetam apenas certos ramos do neurônio contendo muitas sinapses. Agora, Jack Byrne e meu então colega de pós-doc em seu laboratório, Riccardo Mozzachiodi, publicaram uma revisão bastante oportuna sobre nossa atual compreensão da plasticidade intrínseca com relação à plasticidade sináptica, chamada "More than synaptic plasticity: role of nonsynaptic plasticity in learning and memory" (Mais do que plasticidade sináptica: o papel da plasticidade não sináptica na aprendizagem e na memória). Essa revisão cobre muitos exemplos dos modelos vertebrados e invertebrados, e é uma excelente introdução ao 'outro' mecanismo de aprendizagem. A revisão, é claro, não inclui ainda o estudo sobre o envolvimento de bombas de Na/K na plasticidade intrínseca, já que esse trabalho só foi publicado agora, umas poucas semanas depois de Mozzachiodi e Byrne terem sido publicados. Este novo estudo mostra que não só os canais iônicos contribuem para a plasticidade intrínseca, mas também moléculas aparentemente 'chatinhas' como Na/K-ATPases.

Eu fiquei interessado na plasticidade intrínseca desde que começaram a aparecer evidências de que o condicionamento operante se baseava na plasticidade intrínseca das Aplysias. Agora, também nas Drosófilas, parece que um conjunto completamente diferente de genes é necessário para modificar os circuitos comportamentais durante o condicionamento operante (ou auto-aprendizagem, como definimos recentemente), enquanto que os conhecidos genes da plasticidade sináptica não são necessários. Será que esta exigência genética diferencial reflete os mecanismos que também afetam diferencialmente a plasticidade sináptica vs. a plasticidade intrínseca? Poderia ser que a plasticidade intrínseca permite que se modifiquem as propriedades de ativação de um neurônio central em uma rede comportamentalmente relevante e desse modo afete a totalidade da rede, mais do que apenas alguma propriedade de pequena escala da mesma? Se este fosse o caso, faria bastante sentido regular tais alterações de longo alcance da rede e permitir-lhes apenas treinamento suficiente - que é extamente o que encontramos nas Drosófilas. Assim, existem muitas evidências circunstanciais sugerindo que as plasticidades sináptica e intrínseca também podem ser comportamentalmente diferenciáveis. Entretanto, nenhuma evidência experimental direta e clara já está disponível.

É interessante que uma procura no PubMed por 'plasticidade intrínseca' OU 'excitabilidade intrínseca' produza apenas 274 artigos (com apenas um punhado de estudos anteriores a 2000), enquanto que uma pesquisa por 'plasticidade sináptica' produz 8.564. Será que alguém está procurando por um campo de pesquisa de primeira linha?

Pulver, S., & Griffith, L. (2009). Spike integration and cellular memory in a rhythmic network from Na+/K+ pump current dynamics Nature Neuroscience, 13 (1), 53-59 DOI: 10.1038/nn.2444
Mozzachiodi, R., & Byrne, J. (2009). More than synaptic plasticity: role of nonsynaptic plasticity in learning and memory Trends in Neurosciences DOI: 10.1016/j.tins.2009.10.001

O pequeno artigo "What does it mean to do research on 'excitable membranes'?" , de Michael R. Markham, explica satisfatoriamente - mas de modo bem básico - a importância da plasticidade intrínseca.