Ritmos cerebrais e aprendizagem 02.03.2015

Sabe-se que a atividade dos neurônios cerebrais se desenvolve em ondas ou ritmos que podem ser vistos em um eletroencefalograma: ritmo alfa, ritmo beta, ritmo gama e outros. Os ritmos se substituem dependendo do que exatamente a pessoa está fazendo no momento. Por exemplo, as ondas alfa aparecem durante o repouso, quando não estamos ocupados com nada, mas também não estamos dormindo; ondas delta correspondem ao sono profundo sem sonhos; se a atenção está focada em alguma tarefa, então isso pode ser visto nos ritmos rápidos teta e gama. Além disso, diferentes áreas do cérebro podem gerar ondas diferentes porque realizam tarefas diferentes. Observando a dinâmica dos ritmos, pode-se dizer muito sobre como os “departamentos” do cérebro se comunicam e como as responsabilidades são distribuídas na resolução de tarefas cognitivas relacionadas à memória, atenção etc.

Em um artigo publicado na Nature Neuroscience, Earl Miller e Scott Brincat, do Massachusetts Institute of Technology, descrevem as mudanças na atividade das ondas cerebrais que acompanham a memória e o aprendizado. Os pesquisadores não estavam interessados ​​na memória em geral, mas em sua forma, que é chamada de explícita: ela é responsável, por exemplo, pela conexão entre objetos, eventos etc. Associamos a aparência de uma pessoa ao seu nome, mas determinado evento a o lugar onde aconteceu, como tempos graças à memória explícita. É formado com esforços conscientes ativos por parte do indivíduo e existe não apenas em humanos, mas também em animais.

No experimento, os macacos viram pares de fotos, então fortes ligações tiveram que ser estabelecidas entre algumas das fotos. Os macacos aprendiam por tentativa e erro: mostravam-lhes imagens repetidas vezes e tinham de adivinhar se eram parentes ou não. Se o animal adivinhasse corretamente que os objetos representados estavam relacionados entre si, ele recebia um petisco. Simultaneamente, os pesquisadores registraram atividade no hipocampo e no córtex pré-frontal, duas áreas do cérebro que desempenham um papel fundamental no aprendizado. Descobriu-se que a frequência das ondas neles mudava dependendo se o macaco dava a resposta correta ou incorreta. Se o resultado correspondeu à expectativa, apareceu um ritmo beta com uma frequência de 9 a 16 Hz. Se a resposta estivesse errada, a frequência caía para 2-6 Hz, o que correspondia ao ritmo teta.

A memorização está associada à formação de novos circuitos neurais: as conexões sinápticas entre os neurônios mantêm a "célula de memória" em funcionamento. Foi demonstrado anteriormente que a força das sinapses (ou seja, sua força e eficiência) depende do ritmo em que as células nervosas precisam trabalhar: se as frequências beta aumentam os contatos intercelulares, as frequências teta, pelo contrário, as enfraquecem. Junto com os novos resultados, podemos imaginar o seguinte modelo: a resposta correta estimula a atividade beta no cérebro, que, por sua vez, fortalece os circuitos neurais formados – afinal, eles lembram de tudo corretamente. Caso contrário, a atividade teta invalidará a memória errada.

Este não é o primeiro trabalho sobre a relação entre ondas cerebrais e memória. Então, no ano passado, a ganhadora do Nobel Suzumi Tonegawa publicou um artigo com colegas que discutiam coisas semelhantes - como o cérebro corrige a memória se vê um resultado incorreto. Esses experimentos foram feitos em camundongos e focados no hipocampo e no córtex entorrinal (outro centro de memória bem conhecido). Então os neurocientistas descobriram que os ritmos gama servem como um sinal para corrigir informações, sincronizando o trabalho de duas áreas do cérebro.

É claro que o processo de memorização é complexo demais para ser reduzido simplesmente à alternância de vários tipos de ondas. Pelas mudanças nos ritmos elétricos, podemos julgar o comportamento de conjuntos razoavelmente grandes de células e seções inteiras do cérebro no momento em que um indivíduo precisa se lembrar de alguma informação nova. Por que um tipo de ritmo substitui outro, que mecanismo liga essa substituição à memória correta ou incorreta, os pesquisadores ainda precisam descobrir. Embora seja possível que no futuro tenhamos estimulantes de memória que ajudarão o cérebro a mudar para o ritmo certo quando precisarmos lembrar de algo.