Cientistas do MIT desvendam como o cérebro reage a eventos inesperados e aprende com eles

Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, desvendaram como o cérebro responde a eventos inesperados, e depois aprende com eles. Em estudo publicado nesta semana, na revista científica Nature, os pesquisadores descobriram que, ao se deparar com uma situação surpreendente, uma estrutura profunda no cérebro chamada locus coeruleus libera uma explosão de noradrenalina, um neurotransmissor que atua no foco e para que o organismo aprenda com o resultado fora do esperado.

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Também chamada de norepinefrina, a noradrenalina é considerada um neuromodulador, assim como a dopamina e a serotonina, por atuar em grandes áreas do cérebro, e não apenas nas sinapses entre as células. Ela já foi associada anteriormente a um aumento no estado de alerta, à excitação e, em excesso, à sensação de ansiedade.

Já se sabia também que o locus coeruleus, principal fonte do neurotransmissor no cérebro, envia sinais a diversas partes do órgão. No novo estudo, os cientistas decidiram testar o papel da região em uma atividade específica, o chamado aprendizado por esforço, ou aprendizado por tentativa e erro.

“O que este trabalho mostra é que o locus coeruleus codifica os eventos inesperados, e prestar atenção a esses eventos surpreendentes é crucial para o cérebro compreender o seu ambiente”, explica o professor de neurociência do Departamento do Cérebro e de Ciências Cognitivas do MIT, responsável pelo estudo, Mriganka Sur, em comunicado.

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Para chegar à conclusão, os cientistas conduziram testes com camundongos em que os animais precisavam empurrar uma alavanca quando ouviam determinada frequência sonora alta, e não empurrar quando a frequência era baixa. Quando eles agiam de forma correta, os camundongos recebiam água. Mas, quando não acertavam, era disparado um jato de ar desconfortável.

Durante o estudo, os responsáveis observaram que, quando o animal realizava o movimento na hora errada, e recebia o jato de forma inesperada, o locus coeruleus liberava uma grande explosão de noradrenalina no cérebro. Nos testes subsequentes, eles tinham chances menores de errar – demonstrando o papel do neurotransmissor no aprendizado característico de tentativa e erro.

Essas explosões, explicam os pesquisadores, levavam o neurotransmissor a muitas partes do cérebro, incluindo o córtex pré-frontal, onde ocorrem o planejamento e outras funções cognitivas superiores.

“A função de codificação de surpresa do locus coeruleus parece ser muito mais difundida no cérebro, e isso pode fazer sentido porque tudo o que fazemos é moderado pela surpresa”, diz Sur.

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Além disso, a atuação do neurotransmissor foi ligada ao momento da tomada da decisão. Nos testes, quando o volume do som era baixo, os animais ficavam confusos se deveriam ou não empurrar a alavanca. Porém, essa incerteza era consideravelmente maior quando os cientistas inibiram o locus coeruleus dos camundongos. Com isso, os pesquisadores observaram que a noradrenalina liberada pela região atuava também na hora de decidir durante situações em que a recompensa era incerta.

“O animal está empurrando (a alavanca) porque quer uma recompensa, e o locus coeruleus fornece sinais críticos para dizer ‘empurre agora, porque a recompensa virá’”, explica Sur.

Os cientistas identificaram ainda que os neurônios que geram esse sinal da noradrenalina parecem atuar mais no córtex motor, o que fornece mais evidências de que esse sinal estimula os animais a agir.

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