A atividade cerebral dos ratos foi usada para recriar os vídeos de 10 segundos, proporcionando uma nova maneira de estudar como a visão é representada no cérebro.
Cientistas liderados pela University College London (UCL) reconstruíram os vídeos usando apenas a atividade cerebral registrada em ratos, permitindo que os animais recriassem o que estavam vendo.
Resultados, publicados e-Vidapoderia ajudar os pesquisadores a entender melhor como o cérebro processa informações visuais e oferecer novas maneiras de estudar como diferentes a espécie Experimente o mundo ao seu redor.
Nos últimos anos, os cientistas têm se interessado cada vez mais em como o cérebro humano interpreta os sinais dos olhos. Pesquisadores mostram imagens e filmes de pessoas ressonância magnética funcional Scanners e cérebros tentam decodificar informações visuais no nível do pixel.
O novo trabalho persegue o mesmo objetivo amplo, mas em vez disso utiliza gravações unicelulares em ratos. Esta abordagem pode fornecer uma visão mais detalhada de como o cérebro representa cenas visuais. Usando apenas a atividade do córtex visual, a equipe conseguiu criar reconstruções de alta qualidade dos vídeos que os ratos assistiram.
Joel Bauer (Sainsbury Wellcome Center da UCL), disse:”Queríamos ter uma maneira melhor de investigar como o cérebro interpreta o que vemos. Os métodos atuais de compreensão do que grupos específicos de neurônios representam não são muito generalizáveis para situações que não foram especificamente testadas. E assim, queríamos desenvolver um método que pudesse realmente capturar um método que o cérebro pudesse representar. “
Neurônios recriam cenas visuais
O método pode ajudar os cientistas a examinar as lacunas entre o que é realmente mostrado e como o cérebro o representa. Essas diferenças podem revelar como sinais visuais específicos influenciam as representações neurais.
Bauer e colegas usaram um modelo de codificação neural dinâmica desenvolvido por outra equipe para a competição Sensorium de 2023. O modelo prevê a atividade de neurônios individuais (células cerebrais) com base em filmes mostrados a ratos, ao mesmo tempo que leva em consideração os movimentos do próprio animal e o diâmetro da pupila.
Trabalhando com o mesmo conjunto de dados, a equipe da UCL desenvolveu o modelo comparando duas coisas: a atividade prevista do neurônio se um rato visualizasse uma tela em branco e a atividade real do neurônio (medida usando uma técnica de imagem microscópica que detecta quais células cerebrais individuais estão disparando com base em aumentos locais nos níveis de cálcio). Ele permite que os cientistas comecem com um filme em branco e ajustem gradualmente seus pixels por meio de um algoritmo até que o vídeo de saída corresponda ao mostrado com o mouse.
Mais detalhes da célula
Depois que o modelo foi treinado, os pesquisadores conseguiram reconstruir um filme de 10 segundos a partir da atividade neural de apenas um camundongo. A atividade cerebral foi registrada enquanto o rato assistia a um vídeo que não foi usado para treinar o modelo.
Dr Bauer acrescentou: “Usando este método, conseguimos uma reconstrução de alta qualidade de videoclipes de 10 segundos. precisão A reconstrução melhorou com a inclusão de dados de mais neurônios individuais, demonstrando a importância de dados neurais abrangentes”.
Para medir até que ponto as reconstruções correspondiam aos originais, a equipe usou a correlação de pixels, comparando cada pixel do filme original com o pixel correspondente na versão reconstruída. O tempo dos dois vídeos mostrou apenas diferenças mínimas. Os investigadores planeiam agora melhorar a resolução e a cobertura visual da reconstrução, recolhendo dados que possam apoiar reconstruções mais nítidas e mais amplas da cena visual.
A percepção é diferente da realidade
A equipe agora quer usar a técnica para aprender mais sobre como o cérebro processa a informação visual. Em particular, eles querem entender por que a representação visual do cérebro pode diferir daquela que está diretamente diante do olho.
Bauer concluiu: “Não temos uma representação perfeita do mundo em nossas cabeças. O pipeline de processamento visual distorce e distorce nossa representação de maneiras que alteram a informação. Esse desvio entre a realidade e a representação no cérebro não é necessariamente um defeito, mas sim uma característica, refletindo como nossa mente interpreta e processa a informação antes do cérebro que queremos aprimorar.”
Referência: “Movie Reconstruction from Mouse Visual Cortex Activity” por Joel Bauer, Troy W. Margery e Claudia Clopath, 10 de março de 2026. e-Vida.
DOI: 10.7554/eLife.105081
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