Às vezes, o que vemos não faz sentido imediato. Uma sombra pode assemelhar-se brevemente a um rosto, ou um objeto pode ser momentaneamente confundido com outro. Novas pesquisas sugerem que o cérebro pode resolver esses conflitos visuais, permitindo que diferentes áreas comparem suas interpretações até que surja uma imagem mais coerente.
Num estudo publicado em neurociência da naturezaLaboratório Cold Spring Harbor Cynthia R. Stebbins Fellow Mitra Javadzadeh e colegas da Universidade de Cambridge e da University College London investigaram como duas áreas vizinhas do córtex visual interagem. Descobriram que quando a actividade em ambas as regiões correspondia, o padrão partilhado persistia. Contudo, quando os campos geraram padrões conflitantes, a discordância foi resolvida em uma fração de segundo.
As descobertas oferecem uma possível explicação de como o cérebro combina informações de áreas específicas em uma percepção única e coerente.
Como áreas específicas do cérebro funcionam juntas
Diferentes partes do cérebro são responsáveis pelo processamento de diferentes fluxos de informação sensorial, mas a nossa experiência do mundo geralmente parece integrada e não fragmentada. Compreender como esses sistemas específicos se coordenam entre si é um grande desafio na neurociência.
“Estamos tentando entender como é possível alcançar um nível tão alto de especialização entre esses diferentes blocos e, ainda assim, obter sempre um resultado geral consistente”, diz Javadzadeh.
Os pesquisadores se concentraram em duas áreas bem conhecidas de processamento visual no neocórtex cerebral: o córtex visual primário (V1) e a área visual lateromedial (LM). O processamento visual não vai apenas de uma área para outra. Em vez disso, essas áreas trocam informações constantemente entre si.
Examinando o que acontece quando as áreas visuais discordam
Para explorar essa comunicação, Javadzadeh e seus colegas treinaram ratos para diferenciar dois padrões visuais inclinados em direções opostas. Os animais receberam uma recompensa por reconhecerem apenas uma orientação.
Durante a tarefa, os pesquisadores silenciaram temporariamente V1 ou LM e observaram como o restante da área se comportava sem seu parceiro habitual. A equipe então usou essas observações para construir um modelo de rede neural artificial do circuito V1-LM. Com esse modelo, eles poderiam testar como o sistema poderia responder quando ocorressem mudanças em neurônios específicos.
Os resultados revelaram um padrão surpreendente. A atividade contraditória entre as duas regiões cerebrais desapareceu imediatamente, enquanto a atividade partilhada por ambas as regiões durou mais tempo.
“Descobrimos que, com o tempo, estes tipos de ligações entre regiões implementam um mecanismo que chamamos de construção de consenso”, explica Javadzadeh.
Um possível mecanismo de consenso em todo o cérebro
O estudo examinou apenas duas áreas envolvidas na visão, mas os investigadores estão agora a investigar se o mesmo processo pode operar de forma mais ampla no neocórtex.
“Por exemplo, quando o que você vê contradiz o que ouve, você ainda usa os mesmos mecanismos para conciliar os dois?” ela se pergunta.
Se a construção dinâmica de consenso se generalizar, poderá ajudar os cientistas a compreender melhor como o cérebro integra sinais concorrentes numa interpretação estável do mundo. Também pode esclarecer o que acontece quando diferentes áreas do cérebro não conseguem chegar à mesma conclusão.
Essa ideia pode ter implicações além da neurociência. Princípios semelhantes podem ajudar os investigadores a pensar sobre como os sistemas de inteligência artificial podem lidar com fluxos de informação conflitantes e decidir em quais sinais confiar.
“Embora entendamos os blocos de construção individuais do cérebro, qual é a cola que os mantém unidos?” Javadzadeh pergunta. “Saber disso pode nos ajudar a entender como o cérebro funciona como um todo”.
