Novo insight sobre como o cérebro toma decisões em ambientes em mudança

Ilustração esquemática do modelo de observador ideal (esquerda), modelo de circuito neural (meio) e a comparação de suas previsões com a atividade cerebral medida de participantes humanos (direita). Crédito: Murphy et al.

Nas últimas décadas, psicólogos e neurocientistas em todo o mundo têm tentado obter uma melhor compreensão de como os humanos tomam decisões simples sobre o estado do mundo ao seu redor. Para fazer isso, eles desenvolveram modelos teóricos que descrevem como as decisões devem ser tomadas em diferentes contextos e realizaram experimentos com o objetivo de identificar os circuitos cerebrais associados à tomada de decisão.

Alguns estudos enfocaram especificamente a tomada de decisão em situações onde há um alto grau de incerteza, por exemplo, quando os humanos estão navegando em ambientes mutáveis. Quando os ambientes mudam ou evoluem com o tempo, acredita-se que a tomada de decisões requer um acúmulo não linear de evidências.

Em outras palavras, os neurocientistas levantaram a hipótese de que em ambientes em mudança, os humanos devem continuamente reunir evidências sobre a situação que estão enfrentando e, em seguida, usar essas evidências para tomar decisões informadas. Até agora, as bases neurais desse processo de acúmulo de evidências, entretanto, permaneceram desconhecidas.

Pesquisadores do University Medical Center Hamburg-Eppendorf, na Alemanha, realizaram recentemente um estudo com o objetivo de compreender melhor como o cérebro humano acumula evidências para tomar decisões em ambientes mutáveis. Seu artigo, publicado na Nature Neuroscience, encontrou ligações entre cálculos de tomada de decisão normativa e dinâmica de circuito adaptativo em todo o córtex humano.

“Ainda há muito a ser entendido sobre como tomamos decisões, especialmente em ambientes complexos e incertos – incluindo aqueles nos quais, como na vida cotidiana, o estado do mundo pode mudar de forma imprevisível”, Peter Murphy, um dos pesquisadores que realizou o estudo, disse ao Medical Xpress. “Nosso objetivo era entender como o cérebro toma decisões em tais ambientes em mudança.”

Para entender como o cérebro humano toma decisões em ambientes em mudança, Murphy e seus colegas examinaram o comportamento humano e a atividade dos neurônios no córtex enquanto um grupo de participantes reunia evidências visuais em um ambiente em mudança. Para coletar seus dados, eles usaram uma série de diferentes técnicas, modelos e abordagens.

“Usamos uma variedade de métodos complementares: um modelo computacional de ‘observador ideal’ para entender como devemos tomar decisões em ambientes mutáveis; um modelo de um circuito cortical para entender como o cérebro pode implementar esse processo; uma técnica não invasiva chamada magnetoencefalografia , aplicado a participantes humanos realizando uma tarefa de tomada de decisão para conectar os modelos à atividade cerebral medida; e medição do tamanho da pupila para monitorar as mudanças na excitação fisiológica durante o desempenho da tarefa “, explicou Murphy.

Os pesquisadores descobriram que, à medida que acumulavam evidências visuais de seus arredores, os participantes exibiam comportamentos específicos e atividade intensificada em regiões corticais que são conhecidas por estarem envolvidas no planejamento de ação. Isso sugere que essas regiões cerebrais estão, em última análise, associadas ao acúmulo adaptativo de evidências necessárias para a tomada de decisões em ambientes em mudança.

“Fomos capazes de demonstrar uma nova conexão entre o algoritmo abstrato para a tomada de decisão ideal em ambientes em mudança e o modelo neurobiológico que pode ser realizado em circuitos cerebrais”, disse Murphy. “Descobrimos que as previsões de ambos eram surpreendentemente semelhantes à atividade cerebral medida em partes do cérebro que geralmente estão associadas à preparação de ações motoras.”

Curiosamente, Murphy e seus colegas também reuniram evidências sugerindo o envolvimento de mecanismos cerebrais adicionais na tomada de decisão quando em ambientes em mudança. Esses mecanismos cerebrais adicionais incluem um feedback de cima para baixo da atividade das primeiras regiões sensoriais do cérebro, o que poderia ajudar a consolidar estados cerebrais emergentes associados a decisões; e fortes respostas de excitação às mudanças ambientais, que podem facilitar as mudanças nos estados cerebrais.

No geral, as descobertas reunidas por esta equipe de pesquisadores ampliam significativamente a compreensão atual dos fundamentos neurais da tomada de decisão em ambientes complexos ou mutantes. No futuro, eles poderiam inspirar mais estudos examinando as regiões corticais que identificaram e suas ligações com a tomada de decisões sob vários graus de incerteza.

“Um aspecto do nosso trabalho futuro neste tópico será desvendar ainda mais os mecanismos neurais envolvidos, com um foco particular no papel de diferentes mensageiros químicos no cérebro por meio da manipulação farmacológica”, disse Murphy. “Uma segunda direção futura é usar o trabalho atual como uma base a partir da qual entender como esse processo pode ser afetado em distúrbios psicológicos que são frequentemente associados a uma tomada de decisão alterada – como a esquizofrenia.”


Publicado em 22/06/2021 08h24

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