Cientistas sugerem que redemoinhos estranhos na camada externa do cérebro podem ser usados para conectar diferentes partes dele e ajudar a processar informações mais rapidamente.
Sinais espirais misteriosos foram descobertos no cérebro humano, e os cientistas que descobriram os redemoinhos acham que eles podem ajudar a organizar a atividade cerebral complexa.
Os sinais, que apareceram como espirais rodopiantes de ondas cerebrais na camada externa do cérebro, foram descobertos em exames cerebrais de ressonância magnética funcional (fMRI) de 100 jovens adultos, e apareceram tanto quando eles estavam descansando quanto trabalhando em tarefas.
O propósito exato desses vórtices é desconhecido, mas seus descobridores acreditam que os sinais espirais podem ser usados para conectar diferentes partes do cérebro e ajudar a processar informações mais rapidamente. Esses vórtices podem até ser prejudicados por doenças cerebrais, como a demência, e podem servir de inspiração para computadores avançados que emulam os complexos processos da mente humana. Os pesquisadores publicaram suas descobertas em 15 de junho na revista Nature Human Behaviour.
“Assim como os vórtices agem na turbulência, as espirais se envolvem em interações intrincadas, desempenhando um papel crucial na organização das atividades complexas do cérebro”, disse Pulin Gong, professor associado de física da Universidade de Sydney, em um comunicado. “As intrincadas interações entre múltiplas espirais coexistentes podem permitir que cálculos neurais sejam conduzidos de maneira distribuída e paralela, levando a uma notável eficiência computacional”.
Vórtice no córtex
A camada enrugada e mais externa do cérebro – conhecida como córtex cerebral – gerencia muitas das tarefas mais complexas da mente, como memória, atenção, linguagem, percepção e até a própria consciência. Muitos distúrbios neurológicos, como a doença de Alzheimer e a paralisia cerebral, afetam o córtex.
No entanto, a neurociência ignorou principalmente o próprio córtex e, em vez disso, tradicionalmente se concentrou nas conexões e interações entre os neurônios (as células nervosas do cérebro) para determinar como o órgão enrugado funciona. Para investigar a atividade que ocorre no córtex, os cientistas fizeram exames de fMRI de 100 adultos saudáveis com idades entre 22 e 35 anos. As espirais misteriosas, intrincados padrões de ondas cerebrais de vários tamanhos que giravam em torno de pontos centrais, estavam presentes em todos.
A função exata das espirais é um mistério, mas depois de analisar os padrões turbulentos, os cientistas acreditam que os vórtices podem atuar como pontes de comunicação através do cérebro, conectando regiões distintas em redes e ocasionalmente até viajando pelo córtex. Ao atribuir tarefas aos participantes enquanto eles eram digitalizados, como resolver problemas de matemática ou ouvir uma história, os pesquisadores observaram que as espirais mudavam de direção do sentido horário para o anti-horário em diferentes regiões do cérebro – uma pista de que os vórtices podem estar coordenando a atividade cerebral por meio de mudanças rotacionais dinâmicas.
“Uma das principais características dessas espirais cerebrais é que elas geralmente surgem nos limites que separam diferentes redes funcionais no cérebro”, disse o primeiro autor Yiben Xu, candidato a doutorado em física na Universidade de Sydney, em comunicado. “Em nossa pesquisa, observamos que essas espirais cerebrais interativas permitem uma reconfiguração flexível da atividade cerebral durante várias tarefas envolvendo o processamento de linguagem natural e a memória de trabalho, o que elas alcançam alterando suas direções de rotação”.
Os pesquisadores disseram que seu estudo deve encorajar uma mudança na pesquisa neurocientífica em direção a fenômenos de maior escala no cérebro. Eventualmente, os processos cerebrais em múltiplas escalas poderiam ser reunidos para obter uma imagem mais completa de como a mente funciona.
Gong diz que aprender mais sobre o funcionamento complexo do nosso cérebro também pode ter o potencial de “avançar poderosas máquinas de computação inspiradas no intrincado funcionamento do cérebro humano”.
“Ao desvendar os mistérios da atividade cerebral e descobrir os mecanismos que governam sua coordenação, estamos nos aproximando de desbloquear todo o potencial de compreensão da cognição e da função cerebral”, disse Gong.
Publicado em 23/06/2023 00h45
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