doi.org/10.1038/s41586-024-07973-1
Credibilidade: 989
#Cérebro
Pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Los Angeles (UCLA), descobriram novas informações sobre como o cérebro humano codifica e compreende o fluxo do tempo e as experiências vividas.
Este estudo inovador, publicado na revista *Nature*, fez medições diretas da atividade de neurônios individuais em humanos e revelou que tipos específicos de células cerebrais disparam de maneira que reflete a ordem e a estrutura das experiências de uma pessoa. Os pesquisadores também constataram que o cérebro mantém esses padrões únicos de disparo mesmo após a experiência ter terminado, sendo capaz de reproduzi-los rapidamente enquanto está em repouso.
Além disso, o cérebro utiliza esses padrões aprendidos para se preparar para estímulos futuros relacionados àquela experiência. Esses achados fornecem as primeiras evidências empíricas sobre como células cerebrais específicas integram informações sobre “o que” e “quando”, extraindo e retendo representações das experiências ao longo do tempo.
Implicações para Neuroprótese e Inteligência Artificial:
O autor principal do estudo, Dr. Itzhak Fried, afirma que os resultados podem ajudar no desenvolvimento de dispositivos neuroprotéticos que melhorem a memória e outras funções cognitivas, além de contribuir para a compreensão da inteligência artificial sobre a cognição no cérebro humano.
“Reconhecer padrões de experiências ao longo do tempo é crucial para que o cérebro humano forme memórias, preveja resultados futuros e guie comportamentos”, explicou Fried, que é diretor de cirurgia de epilepsia na UCLA e professor de neurocirurgia, psiquiatria e ciências biocomportamentais na Escola de Medicina David Geffen da UCLA. “Mas como esse processo ocorre no cérebro em nível celular era algo desconhecido – até agora.”
Pesquisas anteriores, incluindo trabalhos do Dr. Fried, utilizaram gravações cerebrais e neuroimagem para entender como o cérebro processa a navegação espacial. Essas pesquisas mostraram que duas regiões do cérebro – o hipocampo e o córtex entorrinal – desempenham papéis importantes. Essas áreas interagem para criar um “mapa cognitivo”. Os neurônios do hipocampo funcionam como “células de lugar”, indicando quando um animal está em uma localização específica, enquanto os neurônios entorrinais atuam como “células de grade? para fornecer uma métrica de distância espacial. Esses tipos de células foram inicialmente encontrados em roedores e depois também em humanos pela equipe de Fried.
Outros estudos mostraram que ações neurais semelhantes representam experiências não espaciais, como tempo, frequência sonora e características de objetos. Um achado importante da pesquisa de Fried e seus colegas foi a identificação de “células de conceito? no hipocampo e no córtex entorrinal humanos, que reagem a indivíduos, lugares ou objetos distintos, e parecem ser fundamentais para nossa capacidade de memória.
Examinando o Tempo e a Experiência no Cérebro
Para investigar como o cérebro processa eventos ao longo do tempo, o estudo da UCLA recrutou 17 participantes com epilepsia resistente, que já tinham eletrodos implantados em seus cérebros para tratamento clínico. Os pesquisadores gravaram a atividade neural dos participantes enquanto eles realizavam uma série de tarefas comportamentais, reconhecimento de padrões e sequências de imagens.
Os participantes começaram com uma fase de triagem inicial, onde cerca de 120 imagens de pessoas, animais, objetos e pontos turísticos foram mostradas repetidamente em um computador durante aproximadamente 40 minutos. Eles receberam instruções para realizar várias tarefas, como determinar se a imagem mostrava uma pessoa ou não. As imagens incluíam atores, músicos e locais famosos, escolhidas com base nas preferências de cada participante.
Em seguida, os participantes participaram de um experimento em três fases, onde realizariam tarefas comportamentais em resposta a imagens que apareciam em diferentes locais de um gráfico em forma de pirâmide. Seis imagens foram selecionadas para cada participante.
Na primeira fase, as imagens eram exibidas em uma ordem pseudo-aleatória. Na segunda fase, a ordem das imagens era determinada pela localização no gráfico em pirâmide. A fase final era idêntica à primeira. Durante a exibição das imagens, os participantes eram solicitados realizando várias tarefas comportamentais não relacionadas à posição das imagens no gráfico.
Principais Descobertas na Atividade Neural:
Nas análises, Fried e seus colegas descobriram que os neurônios do hipocampo e do córtex entorrinal começaram a modificar gradualmente sua atividade para alinhar-se com a sequência das imagens no gráfico. Esses padrões foram formados naturalmente, sem instruções diretas aos participantes, segundo Fried. Além disso, os padrões neuronais refletiam a probabilidade de estímulos futuros e mantinham os padrões codificados mesmo após a conclusão da tarefa.
O autor principal do estudo foi Pawel Tacikowski, com coautores Guldamla Kalendar e Davide Ciliberti.
“Este estudo nos mostra pela primeira vez como o cérebro usa mecanismos análogos para representar tipos de informações que parecem muito diferentes: espaço e tempo”, afirmou Fried. “Demonstramos, em nível neuronal, como essas representações das trajetórias de objetos no tempo são incorporadas pelo sistema hipocampal-entorrinal humano.”
Publicado em 01/10/2024 15h03
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