Como o cérebro codifica o tempo e as experiências

INTRODUÇÃO
Um estudo inovador conduzido pela UCLA Health, elaborado por Pawel Tacikowski, Guldamla Kalendar e Davide Ciliberti, buscou compreender um dos mistérios fundamentais da neurociência: como o cérebro humano registra e dá sentido ao fluxo do tempo e das experiências. A pesquisa revelou que células cerebrais específicas, localizadas no hipocampo e no córtex entorrinal, codificam tanto o tempo quanto as experiências, contribuindo para a formação da memória e a previsão de resultados futuros.

CONTEXTO
Pesquisas anteriores que exploraram o processamento espacial por meio de gravações cerebrais e neuroimagem já demonstraram a interação entre o hipocampo e o córtex entorrinal na construção de um “mapa cognitivo” do ambiente.

Os neurônios do hipocampo atuam como “células de lugar”, indicando, como um ‘X’ em um mapa, quando um animal está em um local específico. Já os neurônios do córtex entorrinal funcionam como “células de grade”, fornecendo uma métrica de distância espacial.

Este estudo ampliou essa compreensão, demonstrando que os mesmos mecanismos neurais envolvidos na representação espacial também podem ser aplicados ao processamento de informações temporais.

DESENVOLVIMENTO
A pesquisa registrou a atividade neuronal de 17 participantes com epilepsia intratável, que haviam recebido implantes de eletrodos para fins clínicos, enquanto realizavam testes específicos.

Em um dos experimentos, cada indivíduo observou seis imagens exibidas aleatoriamente em diferentes locais de um gráfico em formato de pirâmide. O teste ocorreu em três fases:

1. Exibição das imagens em uma ordem pseudoaleatória.
2. Exibição das imagens organizadas conforme sua posição no gráfico de pirâmide.
3. Retorno à ordem inicial das imagens.

Durante essa atividade, os participantes realizaram tarefas que não estavam diretamente relacionadas ao posicionamento das imagens, como identificar se a figura representava um homem ou uma mulher ou determinar se uma imagem estava espelhada em relação à fase anterior.

RESULTADOS
Os pesquisadores observaram que os neurônios do hipocampo e do córtex entorrinal começaram, gradualmente, a modificar e alinhar sua atividade ao sequenciamento das imagens no gráfico de pirâmide. Esses padrões surgiram espontaneamente, sem que os participantes recebessem instruções diretas para memorizá-los.

Os resultados revelaram que o cérebro é capaz de reter padrões únicos de disparo neuronal logo após uma experiência e replicá-los para processar estímulos futuros.

O Dr. Itzhak Fried, autor sênior do estudo, destacou:

“Pela primeira vez, conseguimos, a nível neuronal, entender como o cérebro utiliza mecanismos análogos para representar informações aparentemente distintas, como espaço e tempo.”

DISCUSSÕES
Essas descobertas podem ter aplicações significativas no desenvolvimento de tecnologias voltadas para a melhoria da memória e das funções cognitivas. Fried sugere que os achados podem ser utilizados na criação de dispositivos neuroprotéticos para aprimorar a memória e outras habilidades cognitivas.

Além disso, os impactos dessa pesquisa extrapolam a neurociência, podendo contribuir para o avanço da inteligência artificial na compreensão da cognição humana.

Estudos subsequentes revelaram que ações neurais semelhantes também representam experiências não espaciais, como tempo, frequência sonora e características de objetos. Uma descoberta seminal de Fried e sua equipe foi a identificação das chamadas “células conceituais” no hipocampo e no córtex entorrinal, que respondem a indivíduos, lugares ou objetos específicos, desempenhando um papel crucial na formação da memória humana.