Mistério-chave é desvendado sobre como o cérebro produz cognição

Um novo estudo do Laboratório Cold Spring Harbor (EUA) analisou como os neurônios do córtex orbitofrontal codificam variáveis mentais como motivação ou confiança, desvendando alguns dos maiores mistérios sobre a cognição humana.

Os achados poderiam levar ao desenvolvimento de melhores tratamentos para condições como transtorno obsessivo-compulsivo, vícios e outras doenças psiquiátricas.

O córtex orbitofrontal é bem conhecido como uma área crítica para a tomada de decisões no cérebro de humanos e animais. Um estudo de caso famoso mostrou a importância dessa região: Phineas Gage, um trabalhador ferroviário, sobreviveu a um acidente no qual uma barra de ferro perfurou seu crânio, mas sua personalidade e habilidades de tomada de decisão foram afetadas.

Para expor o funcionamento do mecanismo por trás dessa região cerebral, a equipe da nova pesquisa monitorou a atividade neuronal no cérebro de ratos enquanto eles tomavam decisões complexas, identificando uma estrutura desconhecida na organização funcional do córtex orbitofrontal.

O experimento

Os pesquisadores utilizaram modelos matemáticos do comportamento de escolhas para determinar o que chamaram de “confiança de decisão”. mEssa abordagem levou a previsões específicas sobre a representação da confiança em termos de variáveis observáveis, como a dificuldade de tomar uma decisão.

O que os cientistas concluíram foi que muitos neurônios orbitofrontais eram consistentes com essas previsões, ou seja, sua atividade aumentava ou diminuía com a confiança de decisão.

Estudos anteriores do córtex orbitofrontal já haviam identificado variáveis mentais semelhantes. No entanto, essa região parece muito mais complexa do que outras, como o córtex visual; não há ordem nas respostas, por exemplo.

Para desembaraçar toda essa complexidade, a equipe do novo estudo usou técnicas de aprendizado de máquina avançadas a fim de entender os padrões de atividade de grandes populações de neurônios da região.

Os pesquisadores descobriram que eles se enquadravam em grupos funcionais distintos. Cada um desses grupos codificava diferentes variáveis mentais, como “confiança de decisão” ou “valor de recompensa”, revelando uma organização altamente estruturada.

O próximo passo da pesquisa foi tentar compreender se esses grupos funcionais eram apoiados por alguma estrutura anatômica especializada. Para isso, a equipe utilizou vírus projetados para visar grupos específicos de neurônios – os que enviam conexões para o corpo estriado, uma parte do cérebro que desempenha um papel na escolha.

Os cientistas monitoraram a atividade desses neurônios e descobriram que eles codificam outra variável mental, o valor de recompensa, aumentando sua atividade quando a recompensa esperada era baixa.

Segundo os pesquisadores, a compreensão da relação lógica entre os neurônios, as diferentes tarefas que eles desempenham e como eles estão fisicamente estruturados no cérebro pode levar ao desenvolvimento de tratamentos para diversos distúrbios psiquiátricos.

Podemos até descobrir como estimular com mais precisão o cérebro de pacientes com depressão grave, Parkinson e outros tipos de doenças.

Um artigo sobre a pesquisa foi publicado na revista científica Nature.

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