Resumo A fosforilação de proteínas mediada por serina-treonina quinases no hipocampo é crucial para as modificações sinápticas que se acredita sejam necessárias para a formação de memórias. O papel das fosfatases tem sido comparativamente pouco estudado. Objetivos: Aqui avaliamos a contribuição das fosfatases serina-treonina 1 e 2 (PP1, PP2A) sobre a consolidação da memória. Métodos: Usamos infusões imediatamente após o treino de ácido okadaico (OA, 0.01 e 10 pmol/lado), um potente inibidor de PP1 e medimos memória de curta [3 h] e longa duração [24 h] (STM, LTM) de esquiva inibitória de evitar descer de uma plataforma. Resultados: Na dose menor, OA inibiu tanto STM como LTM. Na dose maior, produziu, em vez disso, uma melhora da LTM. A infusão pré-teste de qualquer uma das duas doses de OA não teve efeito sobre a evocação. Conclusões: Estas duas doses de OA são conhecidas por inibir seletivamente PP1 a PP2 respectivamente. Estes resultados apontam à importância das duas enzimas na formação de memória e sugerem, adicionalmente, uma influência deletérea da PP2A endógena sobre a formação de LTM.

Abstract Protein phosphorylation mediated by serine-threonine kinases in the hippocampus is crucial to the synaptic modifications believed to underlie memory formation. The role of phosphatases has been the focus of comparatively little study. Objectives: Here we evaluate the contribution of the serine-threonine protein phosphatases 1 and 2A (PP1, PP2A) on memory consolidation. Methods: We used immediate post-training bilateral hippocampal infusions of okadaic acid (OA, 0.01 and 10 pmol/side), a potent inhibitor of PP1 and PP2A, and measured short- [3 h] and long-term memory [24 h] (STM, LTM) of step-down inhibitory avoidance. Results: At the lower dose, OA inhibited both STM and LTM whereas at the higher dose it instead enhanced LTM. Pre-test infusion of these two doses of OA had no effect on retrieval. Conclusions: These two doses of OA are known to selectively inhibit PP1 and PP2A respectively. These findings point to the importance of these enzymes in memory formation and also suggest a deleterious influence of endogenous hippocampal PP2A on LTM formation.

A retenção das memórias é avaliada através da sua expressão. A expressão do traço mnemônico é iniciada freqüentemente pelo estímulo condicionado (CS); porém, como definido por Pavlov, a apresentação apenas do CS induz extinção. A esquiva inibitória de apenas uma sessão (IA) é um paradigma de condicionamento ao medo muito utilizado, no qual o CS é a parte segura da caixa de treinamento (plataforma), o estímulo incondicionado (US) é um choque aplicado nas patas do animal quando o mesmo desce da plataforma e a resposta condicionada é permanecer na área segura. Na IA, a expressão da memória é medida na ausência do US, sendo definida como a latência para descer da área segura. A extinção é instalada no momento da primeira sessão de teste, tal como fica claramente demonstrado pelo fato de que várias drogas, entre elas inibidores de síntese protéica, de PKA e de ERK e antagonistas dos receptores NMDA, impedem a extinção quando administrados no hipocampo ou na amígdala basolateral no momento da primeira sessão de teste, mas não mais tardiamente. Alguns, mas não todos os sistemas moleculares requeridos para a extinção, também são ativados pela expressão das memórias, fortalecendo a hipótese de que mesmo que a expressão seja comportamental e bioquimicamente necessária para a ocorrência da extinção, este último processo constitui um novo aprendizado, secundário a expressão do traço original.

Memory is measured by measuring retrieval. Retrieval is often triggered by the conditioned stimulus (CS); however, as known since Pavlov, presentation of the CS alone generates extinction. One-trial avoidance (IA) is a much used conditioned fear paradigm in which the CS is the safe part of a training apparatus, the unconditioned stimulus (US) is a footshock and the conditioned response is to stay in the safe area. In IA, retrieval is measured without the US, as latency to step-down from the safe area (i.e., a platform). Extinction is installed at the moment of the first unreinforced test session, as clearly shown by the fact that many drugs, including PKA, ERK and protein synthesis inhibitors as well as NMDA receptor antagonists, hinder extinction when infused into the hippocampus or the basolateral amygdala at the moment of the first test session but not later. Some, but not all the molecular systems required for extinction are also activated by retrieval, further endorsing the hypothesis that although retrieval is behaviorally and biochemically necessary for the generation of extinction, this last process constitutes a new learning secondary to the unreinforced expression of the original trace.

Since William James (1890) first distinguished primary from secondary memory, equivalent to short- and long-term memory, respectively, it has been assumed that short-term memory processes are in charge of cognition while long-term memory is being consolidated. From those days a major question has been whether short-term memory is merely a initial phase of long-term memory, or a separate phenomena. Recent experiments have shown that many treatments with specific molecular actions given into the hippocampus and related brain areas after one-trial avoidance learning can effectively cancel short-term memory without affecting long-term memory formation. This shows that short-term memory and long-term memory involve separate mechanisms and are independently processed. Other treatments, however, influence both memory types similarly, suggesting links between both at the receptor and at the post-receptor level, which should not be surprising as they both deal with nearly the same sensorimotor representations. This review examines recent advances in short- and long-term memory mechanisms based on the effect of intra-hippocampal infusion of drugs acting upon neurotransmitter and signal transduction systems on both memory types.