Uma nova investigação fornece a evidência mais forte de que a complexa rede de ligações entre diferentes regiões do cérebro humano pode revelar o que cada região faz.
Estudos anteriores identificaram ligações entre a conectividade cerebral e certas funções mentais, como cognição ou comportamento social. No entanto, este novo trabalho estende essa compreensão a todo o cérebro. Ele fornece o que os pesquisadores descrevem como uma “visão panorâmica” de como a estrutura e a função se encaixam, disse a autora principal Kelly Hiersche, estudante de doutorado em psicologia na Universidade Estadual de Ohio.
“Encontramos evidências de que a conectividade é um princípio organizador fundamental que rege a função cerebral, o que tem implicações para a compreensão do que acontece quando algo dá errado no cérebro”, explicou Hiersche.
“Impressões digitais” de conexões únicas no cérebro
Segundo a equipe, os resultados revelam uma imagem detalhada da “impressão digital de conectividade” de cada região do cérebro.
“Assim como a impressão digital de cada pessoa é única, descobrimos que diferentes regiões do cérebro identificam exclusivamente as impressões digitais conectadas com base na função mental que desempenham”, disse o co-autor Zeynep Saygin, professor associado de psicologia na Universidade Estadual de Ohio.
O autor sênior David Osher, professor assistente de psicologia na Universidade Estadual de Ohio, acrescentou que essas impressões digitais permitem aos cientistas determinar a funcionalidade de uma região examinando as conexões. “Nossas descobertas nos ajudam a compreender os padrões de conectividade que tornam uma área de linguagem única, por exemplo, e a distingui-la de regiões cerebrais adjacentes”, disse Osher.
A pesquisa está publicada na revista Neurociência de Rede.
Para descobrir essas relações, os pesquisadores usaram dados do Projeto Conectoma Humano, que inclui exames de ressonância magnética do cérebro de 1.018 participantes. Essas varreduras revelam como as regiões do cérebro se comunicam entre si.
A equipe então recorreu ao NeuroQuery, uma ferramenta de meta-análise online que fornece mapas cerebrais para vários processos cognitivos. A ferramenta prevê padrões de atividade cerebral em 33 tarefas mentais diferentes, incluindo fala, tomada de decisões, audição de música e reconhecimento facial.
Ao combinar os dados do NeuroQuery com seus modelos de conectividade, os pesquisadores criam estruturas computacionais que se relacionam com o funcionamento do cérebro.
A conectividade prevê pensamento e ação
A análise revelou uma ligação forte e consistente entre a fiação cerebral e a atividade em todas as regiões e domínios cognitivos. Em essência, o padrão de conectividade de uma região pode prever se esta estará activa – ou inactiva – durante uma vasta gama de actividades mentais, desde conversas ao reconhecimento visual e à tomada de decisões.
“Isto apoia uma hipótese generalizada entre os neurocientistas, de que a conectividade cerebral determina a função cerebral, mas isso não foi claramente demonstrado até agora, e não numa gama tão grande de domínios cognitivos”, disse Osher.
Embora todas as regiões do cérebro mostrassem esta estreita relação conectividade-função, o efeito foi particularmente pronunciado em áreas associadas a processos de nível superior, como memória e função executiva.
“Essas habilidades de alto nível levam muitos anos para se desenvolverem nas pessoas, muito mais do que habilidades emocionais ou sociais”, observou Hiersche. “Pode ser que você use constantemente essas áreas do cérebro para desenvolvê-las, resultando nesta conexão muito estreita entre conectividade e função para essas habilidades de ordem superior”.
Estabelecendo uma linha de base para pesquisas futuras
Uma conclusão importante do estudo é que esta perspectiva do cérebro inteiro fornece um modelo de referência sobre como os cérebros saudáveis de adultos jovens funcionam normalmente, disse Hiersche.
Os investigadores podem agora usar esta linha de base para comparar os cérebros de pessoas com condições neurológicas ou psiquiátricas e identificar como a sua conectividade e função diferem.
“Saber que a conectividade é um princípio organizador comum da função cerebral em todo o cérebro fornece uma base para trabalhos futuros nesta área”, concluiu Hiersche.
