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Imagem: Gil Costa (Centro Champalimaud)

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Regiões cerebrais diferentes introduzem previsibilidade e acaso no timing das nossas ações.

Como o cérebro “joga” com a previsibilidade e o acaso O timing das nossas ações nunca é totalmente previsível. Cientistas revelam que esta imprevisibilidade está a cargo de partes específicas do cérebro. A escolha do momento de agir pode ser tão importante como a da ação a executar. Mas mesmo em condições laboratoriais extremamente controladas, o timing das ações dos sujeitos nunca é completamente previsível. Esta componente aparentemente aleatória pode desempenhar um papel importante em situações de competição e na exploração de opções comportamentais. Agora, neurocientistas do Centro Champalimaud em Lisboa, Portugal, mostraram que o momento preciso da execução de uma ação é uma combinação de uma componente previsível e de uma componente imprevisível que são processadas por regiões diferentes do cérebro. Os seus resultados foram publicados na revista Neuron (www.cell.com/neuron/fulltext/S089 6- 6273(17)30397-5). Em muitas situações, a escolha do momento certo para agir é crucial para o sucesso da ação. Agir demasiado cedo ou demasiado tarde leva a falhar o alvo, a desperdiçar oportunidades e tempo. Mas para conseguir agir no

momento certo, é preciso adquirir experiência e saber adaptar-se às situações. Introduzir “ruído” no timing de uma ação pode parecer contraproducente. Mas a imprevisibilidade pode muitas vezes ser benéfica. No futebol, por exemplo, a capacidade de um jogador experiente fintar o guarda-redes depende em parte da imprevisibilidade do timing do seu pontapé e do movimento que imprime à bola. Numa dada situação, se a mesma ação fosse sempre executada da mesma forma e no mesmo momento, os organismos seriam facilmente ultrapassados pelos competidores. E também não haveria espaço de manobra para explorar melhores soluções, não haveria criatividade. Como é que o cérebro consegue otimizar o timing das ações em função das circunstâncias, mas retendo, ao mesmo tempo, uma boa dose de imprevisibilidade? Foi esta a pergunta a que os autores do novo estudo quiseram responder. “O nosso objetivo era perceber melhor os mecanismos cerebrais que determinam o timing das ações”, diz Zach Mainen, que liderou o estudo. “Interessava-nos em especial a gran-

de variabilidade do instante em que as ações são executadas – e o facto de este aparente carácter aleatório do timing existir mesmo quando a situação que motiva a ação é sempre a mesma.” Para estudar a questão, os cientistas treinaram ratos a executar uma tarefa que testava a paciência destes animais. Os ratos ouviam um som e, a dada altura, tinham de decidir dirigir-se a um dispensador de água. Contudo, os animais aprendiam que, se fossem pacientes e esperassem (um tempo aleatório) por um segundo som antes de irem beber, a quantidade de água dispensada seria bastante maior do que se desistissem e se deslocassem ao bebedouro antes de ouvirem o segundo som. E de facto, nesta situação experimental, o tempo que o animal está disposto a esperar pelo segundo som é, em parte, previsível. Mas ao mesmo tempo, há uma importante componente de acaso, de imprevisibilidade.

Separação de poderes Numa segunda fase, os cientistas repetiram a experiência mas, desta vez, registaram a atividade de múltiplos neurónios, em simultâneo, ora numa

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região do córtex pré-frontal (responsável pelas tomada de decisão, a planificação, a aprendizagem) designada MPFC, ora numa região do córtex motor, designada M2 (que se pensa estar envolvida no controlo direto dos movimentos). Ambas estas regiões são necessárias para a escolha certa do timing das ações. Os registos da atividade neuronal permitiram-lhes observar que, no M2, essa atividade refletia ambas a componente aleatória e a componente previsível do timing da ação. Mas o resultado “mais surpreendente”, diz Masayoshi Murakami, o primeiro autor do estudo, foi que o MPFC não tem nada a ver com a componente aleatória do timing da ação. “Mostrei que o MPFC não está interessado na componente aleatória – e é nesta separação [de funções entre o MPFC e o M2] que reside a novidade”, acrescenta. “Descobrimos que duas áreas diferentes do cérebro parecem desempenhar papéis muito diferentes na geração do timing da ação”, resume por seu lado Mainen. “Uma área, o córtex pré-frontal mediano [MPFC], parece monitorizar o tempo de espera ideal com base na experiência adquirida. E uma segunda área, o córtex motor secundário [M2], também monitoriza o timing ideal, mas acrescenta-lhe variabilidade para tornar as decisões individuais imprevisíveis. Esta possível ‘separação de poderes’ no cérebro não tinha sido devidamente avaliada até aqui.” Como interagem as duas áreas? Segundo Mainen, os novos resultados também sugerem que a geração da componente “determinista” do timing acontece primeiro e que a componente aleatória (ou “estocástica”) é a seguir acrescentada por cima. “A variabilidade não ‘flui’ para trás”, argumenta. “A não ser assim, as duas regiões apresentariam variabilidade”. Mas serão precisos mais estudos para confirmar esta hipótese. Centro Champalimaud Ciência na Imprensa Regional / Ciência Viva

Foto da semana

A não perder!

Durante o mês de março, os Ases da Ciência vão dedicar as manhãs de sábado ao tema "Programação e Robótica". Na sessão do fim de semana passado, os pequenos cientistas aprenderam algumas noções básicas de impressão 3D e puderam experimentar esta tecnologia. Este programa anual é composto por atividades extracurriculares, de várias áreas do conhecimento, e que complementa os conteúdos trabalhados na escola. Destina-se ao público entre os 6 e os 10 anos e decorre todos os sábados de manhã.

Para o domingo, 18 de março, a Fábrica propõe um programa especial para celebrar o Dia do Pai. Será possível participar no Workshop Dóing - Realidade Virtual, onde os participantes poderão testar a tecnologia ótica e 3D para depois fazerem experiências em realidade virtual; ou visitar espaços abertos como o Dóing – Oficina Aumentada, Oficina dos Robôs e Mãos na Massa. A visita a espaços abertos destina-se a famílias e o Workshop Dóing a público geral a partir dos 8 anos. Mais informações: fabrica.cienciaviva@ua.pt ou 234 427 053.

Experimentandum Faz o teu filme de animação!

O que preciso? - 1 Bloco de “post-it” - 1 Lápis - Papel vegetal Como fazer? 1 - Tentar compreender a sequência de desenhos que é necessária fazer. Para tal, poderá recorrer a um rascunho do movimento que se pretende. 2 - Fazer um desenho na última página e virar para a página anterior. 3 - A transparência do papel permite ver o desenho anterior. Fazer um novo desenho parecido mas diferente do anterior. Repetir sucessivamente este processo até ter todas as folhas do bloco preenchidas. 4 - Para ver os resultados basta folhear, mais ou menos rapidamente, as páginas do Flip Book. O que acontece? Quando se folheia o Flip Book conse-

gue-se ver um determinado movimento e o principal princípio em que se baseia este fenómeno é o visionamento rápido de uma sequência de desenhos, todos parecidos, mas todos diferentes. Um desenho toma rapidamente o lugar de outro e as semelhanças “enganam” o nosso cérebro que os “lê” como sendo o mesmo desenho. Essas diferenças são interpretadas como movimentos. Cada imagem fica “guardada” no cérebro durante frações de segundo e se nesse intervalo de tempo for captada outra imagem o que acontece é a “soma” das duas imagens (a velocidade mínima para acontecer este fenómeno é de 16 imagens por segundo). A este fenómeno dá-se o nome de persistência da visão. Uma prova de que tal acontece é quando fechamos os olhos após olhar para um relâmpago, pois, a imagem mantém-se durante algum tempo no nosso cérebro.■

mais informações em www.fabrica.cienciaviva.ua.pt

Ciência na Agenda

18 mar

11h00

DOMINGO DE MANHÃ NA BARRIGA DO CARACOL

12

10h30

Palestra via skype, no âmbito da Semana Internacional do Cérebro, por Cristina Afonso da Fundação Champalimaud, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.

18

11h00 > 12h00

Domingo de manhã na barriga do caracol – História de um palhaço, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.

18

10h00

Dia do Pai, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.

mar

mar

mar

> 18h00

22 24 mar mar

A Fábrica participa no UA Open Campus, na Universidade de Aveiro e na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.

24

14h30

Workshop “Bonecos equilibristas”, no BMI MAKERSPACE, na Biblioteca Municipal de Ílhavo.

06

19h30

Babysitting de ciência, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.

mar

abr

> 00h00

Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro 2018

Lab 570  
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