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Em uma descoberta científica considerada um avanço significativo no campo da neurociência, um grupo de pesquisadores conseguiu, pela primeira vez, identificar e registrar a atividade de um autêntico “contador de quilometragem cerebral” no cérebro. Este fascinante mecanismo, que opera de forma similar ao hodômetro de um veículo, foi detectado por meio da monitorização de ratos enquanto se movimentavam, revelando como o cérebro acompanha a distância percorrida.
O estudo inovador concentrou-se na análise da atividade cerebral de pequenos roedores, livres para explorar uma arena especialmente desenhada para se ajustar ao seu porte. Durante o percurso, os cientistas monitoraram meticulosamente uma área do cérebro já reconhecida por seu papel fundamental na navegação espacial e na formação da memória. A observação revelou um padrão consistente: certas células neurais desta região emitiam sinais ou “disparos” que seguiam um ritmo preciso, equivalente a um tique a cada poucos passos que os animais davam.
Cientistas Localizam ‘Contador de Quilometragem’ no Cérebro
Um experimento adicional, envolvendo voluntários humanos que caminharam em uma versão ampliada da arena utilizada com os ratos, proporcionou evidências adicionais. Os resultados indicaram que o cérebro humano também possui esse mesmo mecanismo interno para estimar distâncias. Publicada na prestigiosa revista Current Biology, a pesquisa representa o marco inicial na demonstração de que o disparo rítmico dessas “grid cells” – células de grade – está diretamente ligado à capacidade de mensurar corretamente a distância percorrida por um indivíduo ou animal.
De acordo com o pesquisador-chefe James Ainge, da renomada Universidade de St Andrews, na Escócia, esse sistema é vital para nossa orientação. “Imagine simplesmente andar entre a cozinha e a sala de estar”, explicou Ainge. “Essas células estão localizadas na porção do cérebro que nos provê um mapa interno, ou seja, a capacidade intrínseca de nos situarmos mentalmente dentro de um determinado ambiente.” A descoberta oferece perspectivas inéditas sobre o funcionamento intrínseco desse sistema de mapeamento interno e, mais crucialmente, o que ocorre quando ele falha em seu desempenho normal.
Testes conduzidos durante a pesquisa demonstraram que, ao alterar o ambiente ou introduzir interferências, como a interrupção de sons que marcavam o percurso dos ratos, tanto os animais quanto os participantes humanos começavam a cometer erros significativos na estimativa da distância percorrida. Essa alteração na capacidade de avaliação, conforme os cientistas apontam, é análoga a experiências cotidianas como caminhar no escuro ou em meio à névoa densa. Nessas condições, torna-se visivelmente mais difícil julgar as distâncias, pois o “contador de distância” cerebral deixa de funcionar com a mesma precisão e confiabilidade.
Para aprofundar a compreensão desse fenômeno, os pesquisadores instituíram um programa de treinamento para ratos. Eles eram condicionados a percorrer uma distância pré-definida em uma arena retangular. O sucesso na tarefa – ou seja, completar o percurso e retornar ao ponto de partida corretamente – era recompensado com um pedaço de cereal de chocolate. A análise minuciosa revelou que, quando os animais cumpriam a distância estabelecida com exatidão, as células cerebrais encarregadas de “contar a quilometragem” exibiam um padrão de disparo consistentemente regular, com uma frequência aproximada de um “disparo” a cada 30 centímetros de deslocamento.
“Quanto mais regular era a cadência de disparo dessas células, maior era a precisão dos animais em estimar a distância exata necessária para obter a recompensa”, detalhou o Professor Ainge, sublinhando a correlação direta entre a regularidade da atividade neural e a acuidade da percepção espacial. Os cientistas foram capazes de registrar e monitorar essa contagem de quilometragem cerebral acompanhando os movimentos detalhados de cada rato participante do estudo. A clareza dos dados obtidos permitiu inferir a exatidão desse medidor interno.
Contudo, a precisão diminuía quando a configuração física da arena era modificada. Diante da alteração no ambiente, o padrão de disparo das células de grade tornou-se errático e inconsistente. Em consequência, os ratos demonstraram considerável dificuldade em estimar a distância correta que precisavam percorrer antes de retornar ao ponto de partida para receber a gratificação alimentar.
“É realmente algo fascinante de se observar”, comentou James Ainge, da Universidade de St Andrews. “Parece que os animais, nessas condições, cronicamente subestimam a distância. Quando o sinal das células não mantém sua regularidade, eles tendem a parar o percurso muito antes do ideal.” Os pesquisadores fizeram um paralelo entre essa dificuldade de estima e a perda repentina de pontos de referência visuais que acontece em condições de névoa intensa.
Imagem: bbc.com
“É um fato notório que a navegação em meio à neblina é um desafio muito maior”, observaram os pesquisadores, “mas o que talvez não seja tão evidente é que essa condição também compromete substancialmente nossa capacidade inata de estimar distâncias de maneira precisa.” Para validar essas observações e replicar o fenômeno em sujeitos humanos, a equipe de cientistas escalou o experimento. Construíram uma arena em grandes proporções, medindo 12 por 6 metros, instalada no centro estudantil da universidade.
Ali, voluntários foram convidados a executar uma tarefa idêntica àquela imposta aos ratos: percorrer uma distância determinada e, em seguida, retornar ao ponto inicial. Em condições controladas, quando os participantes se moviam dentro de uma caixa retangular de geometria simétrica, assim como os ratos, os humanos estimaram as distâncias com exatidão notável. Entretanto, quando a forma do ambiente foi alterada para introduzir assimetrias, os voluntários também começaram a apresentar erros consistentes na sua avaliação espacial.
“Tanto os ratos quanto os seres humanos demonstram uma excelente aptidão para aprender a tarefa de estimativa de distâncias”, explicou Ainge. “Quando o ambiente é intencionalmente modificado de forma a distorcer o sinal detectado nos ratos, observa-se nos humanos um padrão comportamental de erro exatamente análogo.” Essa consistência interespécie fortalece a validade da descoberta.
Além de proporcionar insights fundamentais sobre os mecanismos pelos quais o cérebro facilita a navegação espacial, os cientistas afirmam que esta pesquisa promissora pode abrir caminhos para o diagnóstico precoce da Doença de Alzheimer. “As células cerebrais específicas que estamos atualmente registrando se encontram entre as primeiras áreas do cérebro a serem afetadas pelo Alzheimer”, revelou o pesquisador James Ainge, da Universidade de St Andrews. “Atualmente, já existem aplicativos e jogos diagnósticos disponíveis, por exemplo, em dispositivos móveis, que testam a capacidade de navegação. Nosso interesse seria substancial em desenvolver algo semelhante, mas com um foco particular na avaliação da estimativa de distâncias.” Essa inovação pode levar a ferramentas mais precisas para identificar os primeiros sinais da doença neurodegenerativa.
A descoberta do “contador de quilometragem cerebral” é um marco que expande nossa compreensão da cognição espacial e da memória, com implicações vastas que podem impactar desde o desenvolvimento de novos diagnósticos médicos até a criação de sistemas de navegação artificial. Para mais aprofundamentos sobre pesquisas científicas e inovações que transformam nosso entendimento do mundo, convidamos você a explorar outras análises e artigos em nossa editoria de conteúdo.
Crédito, Getty Images
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