Investigação da UC revela como o cérebro consegue antecipar cenários através da codificação de experiências temporais

Um estudo recentemente publicado na revista Nature revela informação considerada inédita sobre a forma como o cérebro aprende com as experiências vivenciadas e antecipa potenciais acontecimentos futuros. A equipa de investigação estudou o hipocampo e o córtex entorrinal – regiões do cérebro cruciais para a memória e a aprendizagem – em indivíduos submetidos a procedimentos clínicos.

De acordo com o primeiro autor do estudo e investigador do Centro de Imagem Biomédica e Investigação Translacional (CIBIT) do Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde (ICNAS) da Universidade de Coimbra (UC), Pawel Tacikowski, «a capacidade de reconhecer padrões e antecipar potenciais eventos futuros é uma parte essencial da aprendizagem humana».

Estudos anteriores recorreram a técnicas de neuroimagem, como a ressonância magnética funcional (fMRI), para estudar a forma como estes processos ocorrem no cérebro, infirma a UC. No entanto, avança, este tipo de métodos não permite uma observação direta da atividade neuronal. Neste estudo inovador, os investigadores conseguiram registar a atividade neuronal de células individuais em tempo real, permitindo uma nova compreensão dos processos de codificação cerebral.

Os participantes no estudo visualizaram uma série de imagens numa sequência específica, sem que lhes tivesse sido dito para memorizarem ou preverem nada. Surpreendentemente, os neurónios do hipocampo e do córtex entorrinal ajustaram gradualmente a sua atividade para refletir o padrão subjacente, mostrando que o cérebro foi capaz de aprender implicitamente a estrutura da sequência e construir um mapa mental de ‘quando’ e ‘o quê’ se seguiria.

Os investigadores observaram também que os neurónios ativaram o mesmo padrão espontaneamente. Pensa-se que esta atividade de repetição é a forma como o cérebro consolida a aprendizagem.

Os resultados obtidos permitem-nos compreender melhor como o nosso cérebro codifica e memoriza a sequência das nossas experiências vivenciadas, combinando informação sobre “o que” acontece e “quando” acontece, permitindo assim antecipar comportamentos futuros.

"Estamos muito entusiasmados com este estudo. Poder compreender como é que o cérebro organiza temporalmente as nossas vivências pode ter aplicações clínicas importantes, com em futuras terapias para melhorar a memória, que poderão centrar-se no aumento da atividade neuronal específica que representa as memórias relevantes”, acrescenta o investigador.

Além do primeiro autor, Pawel Tacikowski, são coautores do estudo os investigadores Güldamla Kalender, Davide Ciliberti, e Itzhak Fried. A investigação decorreu na Universidade da Califórnia, Los Angeles (Departamento de Neurocirurgia), no Instituto Karolinska (Departamento de Neurociências) e na Universidade de Coimbra.