Redes de decisão no cérebro global: estudos revelam transformação pela aprendizagem

São PauloCientistas do Sainsbury Wellcome Centre da UCL descobriram como os estímulos sensoriais se transformam em ações motoras em camundongos, envolvendo diversas regiões do cérebro. O estudo, publicado na Nature, revela que a tomada de decisão ocorre por todo o cérebro e é influenciada pelo aprendizado. Utilizando sondas avançadas de Neuropixels, eles registraram a atividade de centenas de neurônios em diferentes áreas cerebrais enquanto os camundongos realizavam uma tarefa que envolvia a tomada de decisões.

Este estudo revela que:

• Nenhuma região específica do cérebro é responsável por integrar evidências sensoriais.
• Os neurônios que participam da tomada de decisões estão distribuídos de forma esparsa e ampla pelo cérebro.
• O aprendizado transforma a maneira como as informações sensoriais são processadas e integradas em todo o cérebro.

Os pesquisadores empregaram sondas Neuropixels para medir a atividade cerebral de mais de 15.000 células em 52 áreas do cérebro de camundongos treinados. No experimento, os camundongos precisavam ficar imóveis e responder a padrões visuais em mudança para receber uma recompensa. Esse método permitiu aos cientistas diferenciar claramente entre processamento sensorial e controle motor, oferecendo uma visão detalhada dos processos de tomada de decisão.

Camundongos não treinados, que ainda não haviam aprendido a tarefa, usavam principalmente as regiões visuais e parte do mesencéfalo para processar estímulos visuais. Em contraste, os camundongos treinados mostraram atividade cerebral envolvendo o cérebro inteiro, sugerindo que o aprendizado espalha o esforço mental necessário para a tomada de decisões.

Este estudo traz implicações significativas. Ele desafia a antiga ideia de que certas áreas do cérebro são responsáveis por tarefas específicas. Em vez disso, mostra que o cérebro funciona de maneira mais integrada, com múltiplas áreas colaborando para processar informações e controlar comportamentos. Essa visão apoia a teoria de que tarefas complexas são gerenciadas por diferentes redes cerebrais sobrepostas, garantindo que elas sejam cumpridas de forma confiável e flexível.

As descobertas podem transformar a inteligência artificial, auxiliando na criação de redes mais flexíveis e distribuídas. Modelos de IA atuais dependem, em geral, de sistemas centralizados para tarefas específicas. Imitar o modo como o cérebro toma decisões poderia resultar em IAs que lidam melhor com dados incertos ou em constante mudança.

O estudo nos ajuda a entender como certas áreas do cérebro ligam o que percebemos às nossas ações. Compreender essas conexões é crucial para desenvolver tratamentos para transtornos cerebrais que afetam a tomada de decisões e o processamento sensorial.

Pesquisadores pretendem investigar como os neurônios se modificam ao longo do tempo durante o processo de aprendizagem. Eles também desejam analisar como as expectativas influenciam o processamento das informações sensoriais, com o objetivo de compreender melhor como o cérebro inteiro toma decisões.

Esta pesquisa nos ajuda a compreender melhor como o cérebro toma decisões de maneira flexível e distribuída. Além disso, abre novas possibilidades de avanços tanto na neurociência quanto na inteligência artificial.