Existem 86 bilhões de neurônios, ou células, no cérebro humano. Destes, uma porção infinitamente pequena deles lida com a flexibilidade cognitiva – nossa capacidade de se ajustar a novos ambientes e conceitos.
Uma equipe de pesquisadores com experiência interdisciplinar em psicologia, informática (a aplicação da ciência da informação para resolver problemas com dados) e engenharia, juntamente com o Vanderbilt Brain Institute (VBI), obteve insights críticos sobre um dos maiores mistérios da neurociência, identificando a localização e natureza crítica desses neurônios.
O artigo foi publicado na revista Proceedings da Academia Nacional de Ciências (PNAS) em 13 de julho. A descoberta apresenta uma oportunidade para melhorar a compreensão e o tratamento dos pesquisadores de doenças mentais enraizadas na flexibilidade cognitiva.
Os circuitos cerebrais criados por esses neurônios levaram a uma vantagem evolutiva na capacidade dos humanos de se adaptarem às mudanças nos ambientes. Quando esses neurônios estão enfraquecidos, as pessoas podem ter problemas para se adaptar às mudanças em seu ambiente, incluindo dificuldade em superar tradições, preconceitos e medos. Normalmente, as pessoas oscilam entre repetir comportamentos recompensadores e explorar recompensas mais novas e potencialmente melhores. A relação custo-benefício de repetir para explorar é uma equação que o cérebro está constantemente trabalhando para resolver, principalmente quando há alterações no ambiente de uma pessoa. A falta de flexibilidade cognitiva resulta em condições mentais debilitantes.
As consequências desta pesquisa podem ser múltiplas. “Essas células podem fazer parte da mudança que determina sua melhor estratégia atencional”, disse Thilo Womelsdorf, professor associado de psicologia e ciência da computação e o principal pesquisador do artigo. “O enfraquecimento dessas células cerebrais pode dificultar a troca de estratégias de atenção, o que pode resultar em comportamentos obsessivo-compulsivos ou uma luta para se adaptar a novas situações. No extremo oposto, se essa troca for ‘frouxa’, a atenção poderá se soltar” “e as pessoas experimentarão um mundo continuamente incerto e serão incapazes de se concentrar em informações importantes por qualquer período de tempo”.
Os pesquisadores levantaram a hipótese de que, dentro da área do cérebro que ajuda as pessoas a aprender habilidades motoras finas, como tocar um instrumento, existe uma sub-região que pode permitir os mesmos processos flexíveis para pensamentos.
O grupo de células cerebrais, localizado abaixo do manto cortical externo nos gânglios da base, foi identificado pela medição da atividade das células cerebrais durante tarefas do mundo real simuladas por computador. Para imitar muitas situações do mundo real, os pesquisadores, incluindo cientistas do Center for Vision Research da Universidade de York, desenvolveram uma simulação para apresentar mais de um objeto por vez e alteraram o que era recompensado. Isso criou um aprendizado flexível sobre quais objetos estão vinculados a uma recompensa por tentativa e erro. Ao medir a atividade das células cerebrais, a equipe observou um padrão interessante: a atividade das células cerebrais foi aumentada em meio à mudança e diminuída quando a confiança no resultado aumentou. “Esses neurônios parecem ajudar os circuitos cerebrais a reconfigurar e fazer a transição de informações anteriormente relevantes e uma conexão tênue para atender a informações novas e relevantes”, disse Kianoush Banaie Boroujeni, o primeiro autor e doutorado do estudo. candidato no laboratório Womelsdorf.
“Há uma revolução tecnológica na neurociência”, disse Lisa Monteggia, diretora da família Barlow do Vanderbilt Brain Institute e professora de farmacologia. “A capacidade de usar a tecnologia para controlar uma única célula com ferramentas moleculares e genéticas só funciona quando os cientistas sabem onde procurar. O Dr. Womelsdorf e seus colaboradores nos deram a capacidade de fazer esse trabalho e avançar significativamente o campo da neurociência.”
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