Mecanismos Neuronais da Perceção, Memória e Decisão
A memória é um dos principais impulsionadores da tomada de decisões, já que decidimos com base nos resultados de decisões anteriores, mas os mecanismos e vias envolvidos nos comportamentos baseados na memória ainda são desconhecidos. As falhas de tais mecanismos, como os manifestados na demência, na doença de Alzheimer, na depressão e na esquizofrenia, constituem um grande desafio social e foram a quinta principal causa global de morte em 2016, passando do 14º em 2000 (OMS 2016).
Para enfrentar esse desafio, é imperativo que invistamos recursos na dissecção de circuitos e mecanismos cerebrais afetados nas condições acima. A memória e os comportamentos dela dependentes sustentam-se num diálogo permanente entre a região cortical temporal medial chamada hipocampo e outras regiões corticais e subcorticais.
No nosso laboratório, usamos: a) eletrofisiologia in vivo com um dispositivo escalável que abriga 32 tétrodos móveis independentes (Liang et al. 2017) visando áreas relevantes do cérebro; b) atuadores neurais codificados geneticamente, expressos em populações neuronais específicas no cérebro via vetores virais (Jiang, Cui e Rahmouni 2017); c) protocolos comportamentais que podemos manipular usando distintas modificações contextuais orientadas por estímulos; d) todos gerenciados pelo mesmo computador usando um único fluxo de software, permitindo controle sem precedentes sobre o animal , o ambiente e os circuitos neurais.
Equipa de Investigação
Áreas de Investigação
O comportamento decisional (Brown e Pluck 2000) começa com a seleção dos sinais sensoriais, guiada pela atenção, seguida pelo armazenamento de uma representação mental do contexto na memória, a ser recuperada por outras áreas do cérebro para outras funções cognitivas. Sabe-se que esse processo é defeituoso nos três distúrbios neurológicos mais comuns, Esquizofrenia, Doença de Alzheimer e os Transtornos do Espectro do Autismo (Fries 2005; Schnitzler e Gross 2005; Varela et al. 2001), mas seus mecanismos são amplamente desconhecidos a compreendê-los, a nossa investigação esta focada em três questões principais:
a) Como e que a informação sensorial e canalizada para a memória episódica?
b) Como e que o tempo é codificado na memória episódica?
c) Como e que as informações mnemônicas são usadas para guiar o comportamento decisional?
As metodologias usadas no nosso laboratório dão-nos a possibilidade de interagir simultaneamente com o comportamento do animal e com a fisiologia do cérebro em tempo real, o que nos fornece uma preparação extremamente poderosa para dissecar os mecanismos do circuito neural subjacentes aos comportamentos guiados pela memória.
Projetos de Investigação em Curso
2019/2021 The physiological role of circadian rhythms in memory. Co-Coordinator: Miguel Remondes. Funding Agency: Fundação BIAL.
2018/2021 Coordenação hipocampo-cortical e mecanismos cognitivos: a formação e recuperação de memórias episodicasdurante o comportamento decisional. Fundação para a Ciência e Tecnologia. Coordinator: Miguel Remondes.
Prémios
2019 BIAL Award 2019, as co-investigator with Luisa V. Lopes. "The Physiological Role of Circadian Rhythms in Memory"
2015 iMM Director's Fund Award
2014 FCT Exploratory Grant
2005 Postdoctoral fellowship from FCT-Portugal
2013 FCT Investigator Grant – PI at iMM, Faculty of Medicine, University of Lisbon
1999 Doctoral fellowship from FCT-Portugal, within the Gulbenkian Ph.D. Program in Biology and Medicine
Graduation Awards by the Portuguese Society for Veterinary Sciences:
1993 Bernardo Lima Award for outstanding academic achievements in the areas of: Biomathematics, Genetics and Economics
1993 Ildefonso Borges Award for outstanding academic achievements in the areas of: Parasitology and Parasitic Diseases
1993 Ferreira Lapa Award for outstanding academic achievements in the areas of: Biochemistry, Microbiology and Immunology
Publicações Selecionadas
Ferreira-Fernandes, E., Quintino, C., and Remondes, M * (2019). A Gradient of Hippocampal Inputs to the Medial Mesocortex. BioRxiv 535047. DOI: 10.1101/535047.
Liang L, Kirk JC, Schmitt LI, Komorowski RW, Remondes M, Halassa MM and Oline SN (2017). Scalable, Lightweight, Integrated and Quick-to-assemble (SLIQ) hyperdrives for functional circuit dissection. Front. Neural Circuits 11:8. doi: 10.3389/fncir.2017.00008.
Remondes M * and Wilson M (2015) Slow-gamma rhythms coordinate cingulate cortical responses to hippocampal sharp-wave ripples during choice behavior, 2015 Nov 05, Cell Reports doi: 10.1016/j.celrep.2015.10.005.
Wilson M*, Varela C and Remondes M * (2015) Phase organization of network computations Curr Opin Neurobiol, 2015 Feb 10, 31C:250-253 doi: 10.1016/j.conb.2014.12.011.
Wilson M, Varela C* and Remondes M * (2014) Phase regulation of limbic networks, Current Opinions in Neurobiology (invited review, in preparation for a special issue on "Brain rhythms and dynamic coordination").
Remondes M * and Wilson M (2014) Slow-gamma rhythms coordinate cingulate cortical responses to hippocampal sharp-wave ripples during choice behavior (under peer-review at Neuron).
Remondes M * and Wilson M (2013) Cingulate-Hippocampus Coherence and Trajectory Coding in a Sequential Choice Task, Neuron, 80(5), 1277-1289.
Remondes M and Schuman E M (2004) Role for a cortical input to hippocampal area CA1 in the consolidation of a long-term memory, Nature 431, 699-703.
Remondes M and Schuman E M (2003) Molecular Mechanisms Contributing to Long-Lasting Synaptic Plasticity at the Temporoammonic-CA1 Synapse, Learning and Memory 10, 247-252.
Remondes M and Schuman E M (2002) Modulation of Plasticity and Spiking in CA1 Pyramidal Neurons by a Direct Cortical Input, Nature 416, 736-740.
Remondes M and Schuman E M (2002) Direct Cortical Input Modulates Plasticity and Spiking in CA1 Pyramidal Neurons, Nature 416, 736-740.