Aprendizagem humana de novas informações estruturadas ao longo do tempo e do sono

Agir de forma adaptativa requer captar rapidamente a estrutura do ambiente e armazenar o conhecimento adquirido para uso futuro eficaz. As teorias dominantes do hipocampo se concentraram em sua capacidade de codificar instantâneos individuais da experiência, mas os investigadores e outros encontraram evidências de que também é crucial para encontrar estrutura nas experiências. Os mecanismos desta forma essencial de aprendizagem não foram estabelecidos. Os pesquisadores desenvolveram um modelo de rede neural do hipocampo, instanciando a teoria de que um de seus subcampos pode codificar rapidamente a estrutura usando representações distribuídas, uma poderosa forma de representação na qual populações de neurônios respondem a vários recursos relacionados do ambiente.

O primeiro objetivo deste projeto é testar as previsões deste modelo usando ressonância magnética funcional de alta resolução (fMRI) em paradigmas que requerem integração de informações entre experiências. Os resultados esclarecerão os mecanismos fundamentais de como os humanos aprendem novas estruturas, julgando entre os modelos existentes desse processo e informando o desenvolvimento de modelos adicionais. Também existem teorias concorrentes quanto ao destino final de novas representações do hipocampo. Uma visão postula que, durante o sono, o hipocampo reproduz informações recentes para construir representações distribuídas de longo prazo no neocórtex. Outra visão afirma que as memórias são direta e independentemente formadas e consolidadas no hipocampo e no neocórtex.

O segundo objetivo deste projeto é testar entre essas teorias. Os investigadores avaliarão as mudanças nas representações hipocampais e corticais ao longo do tempo, reanalisando os participantes e rastreando as mudanças na memória com uma semana de atraso. Quaisquer mudanças observadas no cérebro e no comportamento ao longo do tempo, no entanto, podem ser devidas a efeitos genéricos do tempo ou ao processamento ativo durante o sono.

O terceiro objetivo é, portanto, avaliar as contribuições causais específicas do sono para a consolidação da informação estruturada. Os investigadores usarão eletroencefalografia do sono em tempo real para reproduzir sinais sonoros para influenciar a reativação da memória. Os pesquisadores esperam que este trabalho esclareça os substratos anatômicos e, criticamente, a natureza das representações que suportam a codificação e consolidação de novas estruturas no ambiente.