20 de novembro de 2018

Para prever o futuro, o cérebro tem dois relógios

Os cientistas descobrem que antecipamos o tempo em duas partes diferentes do cérebro.

Aquele momento em que você pisa no pedal do acelerador uma fração de segundo antes que a luz mude, ou quando você toca os dedos dos pés antes mesmo que a primeira nota de piano de “Havana” de Camila Cabello seja tocada. Esse é o timing antecipatório.

Um tipo depende de memórias de experiências passadas. O outro no ritmo. Ambos são críticos para nossa capacidade de navegar e aproveitar o mundo.

Nova pesquisa da UC Berkeley mostra que as redes neurais que suportam cada um desses cronometristas estão divididas entre duas partes diferentes do cérebro, dependendo da tarefa em questão.

"Seja esportes, música, fala ou até mesmo alocando atenção, nosso estudo sugere que o tempo não é um processo unificado, mas existem duas maneiras distintas de fazer previsões temporais e estas dependem de diferentes partes do cérebro", disse o estudo. o autor principal, Assaf Breska, pesquisador de pós-doutorado em neurociência na UC Berkeley.

As descobertas, publicadas online no periódico Proceedings, da Academia Nacional de Ciências , oferecem uma nova perspectiva sobre como os humanos calculam quando fazer um movimento.

"Juntos, esses sistemas cerebrais nos permitem não apenas existir no momento, mas também antecipar ativamente o futuro", disse o principal autor do estudo, Richard Ivry, um neurocientista da UC Berkeley.

Breska e Ivry estudaram as forças e déficits temporais antecipatórios de pessoas com doença de Parkinson e pessoas com degeneração cerebelar.

Eles conectaram a sincronização rítmica com os gânglios basais e o intervalo de tempo - um temporizador interno baseado amplamente em nossa memória de experiências anteriores - para o cerebelo. Ambas são regiões primordiais do cérebro associadas ao movimento e cognição.

Além disso, seus resultados sugerem que, se um desses relógios neurais estiver falhando, o outro poderia teoricamente entrar em cena.

“Nosso estudo identifica não apenas os contextos antecipatórios em que esses pacientes neurológicos estão comprometidos, mas também os contextos em que eles não têm dificuldade, sugerindo que poderíamos modificar seus ambientes para facilitar a interação deles com o mundo diante de seus sintomas. ”, Disse Breska.

Correções não-farmacêuticas para déficits neurológicos podem incluir jogos de computador e aplicativos para smartphone, estimulação cerebral profunda e modificações no design ambiental, disse ele.

COMO ELES REALIZARAM O ESTUDO

Para chegar a essa conclusão, Breska e Ivry compararam como os pacientes com degeneração de Parkinson e cerebelo usaram dicas temporais ou “temporais” para focar sua atenção.

Ambos os grupos observaram sequências de quadrados vermelhos, brancos e verdes à medida que passavam a uma velocidade variável na tela do computador, e apertaram um botão no momento em que viram o quadrado verde. Os quadrados brancos alertaram que o quadrado verde estava subindo.

Em uma sequência, os quadrados vermelhos, brancos e verdes seguiram um ritmo constante, e os pacientes com degeneração cerebelar responderam bem a essas sugestões rítmicas.



Em outro, os quadrados coloridos seguiam um padrão mais complexo, com intervalos diferentes entre os quadrados vermelho e verde. Esta sequência foi mais fácil para os pacientes de Parkinson seguirem, e ter sucesso em.

"Nós mostramos que os pacientes com degeneração cerebelar são prejudicados no uso de pistas temporais não-rítmica, enquanto os pacientes com degeneração dos gânglios da base associada à doença de Parkinson estão prejudicados no uso de dicas rítmicas", disse Ivry.

Em última análise, os resultados confirmam que o cérebro usa dois mecanismos diferentes para o timing antecipatório, desafiando as teorias de que um único sistema cerebral lida com todas as nossas necessidades de temporização, disseram os pesquisadores.

"Nossos resultados sugerem pelo menos duas maneiras diferentes em que o cérebro evoluiu para antecipar o futuro", disse Breska.

"Um sistema baseado em ritmo é sensível a eventos periódicos no mundo, como é inerente à fala e à música", acrescentou. “E um sistema intervalado proporciona uma capacidade antecipatória mais geral, sensível a regularidades temporais mesmo na ausência de um sinal rítmico.”


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