18 de dezembro de 2012
RedOrbit Staff & Wire Reports - Seu Universo Online
Uma das características únicas da mente humana é sua capacidade de priorizar novamente seus objetivos e prioridades à medida que as situações mudam e novas informações surgem. Isso acontece quando você cancela um cruzeiro planejado porque precisa do dinheiro para consertar seu carro quebrado ou quando interrompe sua corrida matinal porque seu celular está tocando no seu bolso.
Em um artigo do novo estudo publicado no Proceedings, da Academia Nacional de Ciências (PNAS), pesquisadores da Universidade de Princeton dizem que descobriram os mecanismos que controlam como nossos cérebros usam novas informações para modificar nossas prioridades existentes.
A equipe de pesquisadores do Instituto de Neurociência de Princeton (PNIutilizou ressonância magnética funcional (fMRI) para varrer os sujeitos e descobrir onde e como o cérebro humano prioriza os objetivos. Não surpreendentemente, eles descobriram que a mudança de objetivos ocorre no córtex pré-frontal, uma região do cérebro que é conhecida por estar associada a uma variedade de comportamentos de alto nível. Eles também observaram que o poderoso neurotransmissor dopamina - também conhecido como “produto químico do prazer” - parece ter um papel crítico nesse processo.
Usando um pulso magnético inofensivo, os cientistas interromperam a atividade no córtex pré-frontal dos participantes enquanto eles estavam jogando e descobriram que eram incapazes de mudar para uma tarefa diferente no jogo.
“Nós descobrimos um mecanismo fundamental que contribui para a capacidade do cérebro de se concentrar em uma tarefa e depois mudar de forma flexível para outra tarefa”, explicou. Jonathan Cohen, co-diretor do PNI e da universidade Robert Bendheim e Lynn Bendheim Thoman Professor em Neurociências.
"Dificuldades neste sistema são centrais para muitos distúrbios críticos da função cognitiva, como aqueles observados na esquizofrenia e transtorno obsessivo-compulsivo."
Pesquisas anteriores já haviam demonstrado que, quando o cérebro usa novas informações para modificar seus objetivos ou comportamentos, essas informações são temporariamente arquivadas na memória operacional do cérebro, um tipo de armazenamento de memória de curto prazo. Até agora, no entanto, os cientistas não entenderam os mecanismos que controlam como essa informação é atualizada.
USANDO JOGOS PARA FAZER DECISÕES PINPOINT
Juntamente com o principal autor do estudo Kimberlee D'Ardenne da Virginia Tech, assim como os colegas pesquisadores Neir Eshel, Joseph Luka, Agatha Lenartowicz e Leight Nystrom, Cohen e sua equipe elaboraram um estudo que lhes permitiu examinar os cérebros de seus sujeitos enquanto eles jogavam um jogo. O jogo exigia que os participantes pressionassem botões específicos, dependendo de diferentes pistas visuais. Se lhes fosse mostrada a letra A antes da letra X, eles deveriam pressionar um botão chamado “1”. No entanto, se eles viram a letra B antes do X, eles tiveram que pressionar um botão chamado “2”.
Em uma versão anterior da tarefa, no entanto, os participantes foram solicitados a pressionar o botão 1 quando viram X, independentemente de quais letras o precederam. Assim, a regra A e B que foi introduzida na segunda rodada serviu como a 'nova informação' que o participante teve que usar para atualizar sua meta de decidir qual botão apertar.
Examinando o fMRI depois, os pesquisadores descobriram uma atividade aumentada no córtex pré-frontal direito quando os participantes estavam concluindo a tarefa mais complexa que envolvia tomar uma decisão entre dois botões com base nas pistas visuais A e B. Este não foi o caso, no entanto, para a versão mais simples da tarefa.
Os resultados de Cohen corroboram os achados de seu próprio projeto de pesquisa anterior da 2010, que usou um método de varredura diferente para medir o tempo de atividade cerebral.
No presente estudo, a equipe de pesquisa também forneceu pulsos magnéticos curtos para o córtex pré-frontal, a fim de confirmar que esta é de fato a região do cérebro envolvida na atualização da memória de trabalho. Baseando o tempo do pulso no estudo anterior, os cientistas entregaram o pulso magnético no exato momento em que acreditavam que o córtex pré-frontal direito deveria estar atualizando a memória. Eles descobriram que, se entregassem o pulso exatamente 0.15 segundos após os participantes terem visto as letras A ou B, não conseguiriam apertar o botão correto. Eles foram, portanto, capazes de usar o pulso magnético para interromper o processo de atualização de memória.
“Nós previmos que se o pulso fosse liberado para a parte do córtex pré-frontal direito observada usando fMRI, e no momento em que o cérebro estivesse atualizando suas informações como reveladas pelo EEG, então o sujeito não reteria as informações sobre A e B, interferindo em seu desempenho na tarefa de pressionar botões ”, explicou Cohen.
DOPAMINE COMO O GATEKEEPER DE NOSSA MEMÓRIA DE TRABALHO
Na última parte do experimento, a equipe de Cohen queria testar sua teoria de que o neurotransmissor dopamina é responsável por marcar novas informações e importante para atualizar a memória de trabalho e os objetivos ao entrar no córtex pré-frontal. A dopamina é uma substância química que ocorre naturalmente e é conhecida por desempenhar papéis-chave em vários processos mentais, como os que envolvem motivação e recompensa.
Para fazer isso, a equipe novamente usou o fMRI para escanear uma região chamada mesencéfalo que é densamente povoada com células nervosas especializadas - conhecidas como núcleos dopaminérgicos - que são responsáveis por produzir a maioria dos sinais de dopamina do cérebro. Os pesquisadores acompanharam a atividade dessas células nervosas emissoras de dopamina enquanto os participantes realizavam as tarefas e encontraram uma correlação significativa entre a atividade cerebral nessas áreas e no córtex pré-frontal direito.
"A parte notável foi que os sinais de dopamina se correlacionaram tanto com o comportamento de nossos voluntários quanto com sua atividade cerebral no córtex pré-frontal", explicou Cohen.
“Essa constelação de descobertas fornece fortes evidências de que os núcleos dopaminérgicos estão permitindo que o córtex pré-frontal mantenha informações relevantes para a atualização do comportamento, mas não informações que não são.”
O professor David Badre, da Brown University, especialista em ciências cognitivas, lingüísticas e psicológicas, acredita que o trabalho da equipe de Cohen representa um grande avanço na tentativa da ciência de entender como nosso cérebro atualiza sua memória de trabalho.
Apesar de não estar diretamente envolvido com o estudo, Badre escreveu um comentário sobre o estudo que foi publicado online no início de novembro pela PNAS. Nele ele afirmou que: “Os mecanismos pelos quais o cérebro alcança um equilíbrio adaptativo entre flexibilidade e estabilidade permanecem a base de muita investigação atual na neurociência cognitiva. Esses resultados fornecem uma base para novas investigações sobre os mecanismos neurais do comportamento flexível direcionado por objetivos ”.
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