Os pesquisadores identificaram um padrão de atividade cerebral que funciona como uma bússola interna para navegação, o que poderia melhorar a compreensão de doenças neurológicas e melhorar a tecnologia de navegação em robótica e IA.
Um novo estudo publicado em Natureza Comportamento Humano identificou um padrão de atividade cerebral que ajuda a evitar que nos percamos.
Pesquisadores da Universidade de Birmingham e da Universidade Ludwig Maximilian de Munique conseguiram pela primeira vez identificar a localização de uma bússola neural interna que o cérebro humano usa para se orientar no espaço e navegar pelo ambiente.
A pesquisa identifica sinais de direção da cabeça bem ajustados dentro do cérebro. Os resultados são comparáveis aos códigos neurais identificados em roedores e têm implicações para a compreensão de doenças como Parkinson e Alzheimeronde a navegação e a orientação são frequentemente prejudicadas.
Desafios e métodos na medição da atividade neural
Medir a atividade neural em humanos enquanto eles estão em movimento é um desafio, pois a maioria das tecnologias disponíveis exige que os participantes permaneçam o mais imóveis possível. Neste estudo, os pesquisadores superaram esse desafio usando dispositivos móveis de EEG e captura de movimento.
O primeiro autor, Dr. Benjamin J. Griffiths, disse: “Manter o controle da direção que você está tomando é muito importante. Mesmo pequenos erros ao estimar onde você está e em que direção está indo podem ser desastrosos. Sabemos que animais como pássaros, ratos e morcegos têm circuitos neurais que os mantêm no caminho certo, mas sabemos surpreendentemente pouco sobre como o cérebro humano gerencia isso no mundo real.”
Experimentos e resultados dos participantes
Um grupo de 52 participantes saudáveis participou de uma série de experimentos de rastreamento de movimento enquanto sua atividade cerebral era registrada por meio de EEG do couro cabeludo. Isso permitiu que os pesquisadores monitorassem os sinais cerebrais dos participantes enquanto eles moviam suas cabeças para se orientarem em diferentes monitores de computador.
Num estudo separado, os investigadores monitorizaram sinais de 10 participantes que já estavam a ser submetidos a monitorização de eléctrodos intercranianos para condições como a epilepsia.
Todas as tarefas levaram os participantes a mover a cabeça, ou às vezes apenas os olhos, e os sinais cerebrais desses movimentos foram registrados nas cápsulas de EEG, que medem os sinais do couro cabeludo, e no EEG intracraniano (iEEG), que registra dados do hipocampo e regiões vizinhas.
Depois de contabilizar “confusões” nas gravações de EEG de fatores como movimento muscular ou posição do participante dentro do ambiente, os pesquisadores conseguiram mostrar um sinal direcional bem ajustado, que poderia ser detectado pouco antes das mudanças físicas na direção da cabeça entre os participantes. .
Griffiths acrescentou: “Isolar esses sinais nos permite realmente focar em como o cérebro processa as informações de navegação e como esses sinais funcionam junto com outras dicas, como pontos de referência visuais. A nossa abordagem abriu novos caminhos para explorar estas características, com implicações para a investigação de doenças neurodegenerativas e até mesmo para melhorar as tecnologias de navegação em robótica e IA.”
Em trabalhos futuros, os investigadores planeiam aplicar o que aprenderam para investigar como o cérebro navega no tempo, para descobrir se uma atividade neuronal semelhante é responsável pela memória.
Referência: “Assinaturas eletrofisiológicas da orientação verídica da cabeça em humanos” por Benjamin J. Griffiths, Thomas Schreiner, Julia K. Schaefer, Christian Vollmar, Elisabeth Kaufmann, Stefanie Quach, Jan Remi, Soheyl Noachtar e Tobias Staudigl, 6 de maio de 2024, Natureza Comportamento Humano.
DOI: 10.1038/s41562-024-01872-1
