Pesquisadores da Universidade de Basileia descobriram como a reação do cérebro às surpresas evolui com a idade, demonstrando que a experiência desempenha um papel crucial neste processo. Usando ratos, descobriram que a eficiência no processamento de estímulos inesperados aumenta com o tempo e que a maturação da resposta do cérebro às surpresas progride da periferia do sistema auditivo para o córtex cerebral, que amadurece muito mais tarde e requer experiência sensorial para se desenvolver plenamente.
As crianças encontram o mundo repleto de surpresas, enquanto os adultos são significativamente mais difíceis de surpreender. Por trás desta situação aparentemente simples estão mecanismos intrincados. Cientistas da Universidade de Basileia empregaram ratos em novas pesquisas para desvendar o desenvolvimento de respostas a eventos imprevistos no cérebro em maturação.
Os bebês adoram brincar de esconde-esconde, continuando a reagir mesmo na décima aparição repentina do parceiro no jogo. Reconhecer o inesperado é uma habilidade cognitiva importante. Afinal, novo também pode significar perigoso.
No entanto, a forma exata como as surpresas são processadas no cérebro muda à medida que crescemos: estímulos incomuns são muito mais rapidamente categorizados como “importantes” ou “desinteressantes” e são significativamente menos surpreendentes na segunda e terceira vez que aparecem. Este aumento de eficiência faz todo o sentido: novos estímulos podem chamar a nossa atenção, mas não provocam uma reação desnecessariamente forte que nos custe energia. Embora isto possa parecer trivial à primeira vista, até agora tem havido muito pouca investigação sobre este facto no contexto do desenvolvimento do cérebro.
Experimentos com ratos jovens conduzidos pela equipe de pesquisa da professora Tania Barkat começaram agora a decodificar como o cérebro em desenvolvimento processa sons surpreendentes e o que muda à medida que crescemos. Os pesquisadores relataram suas descobertas na revista Avanços da Ciência.
Sons estranhos
Em seus experimentos, os pesquisadores usaram sequências de sons nas quais um tom diferente era ouvido em intervalos irregulares entre uma série de tons idênticos. Ao mesmo tempo, registraram as ondas cerebrais dos animais. Esse processo é conhecido como “paradigma excêntrico” e é utilizado pelos profissionais de saúde para fins como o diagnóstico da esquizofrenia.
Usando essas medições, os pesquisadores conseguiram entender como a reação de diferentes regiões do cérebro à mudança de tom se desenvolveu ao longo do tempo nos ratos jovens. Esta reação foi inicialmente muito forte, mas diminuiu à medida que a região cerebral relevante amadureceu, até um nível comparável ao das medições em animais adultos. No entanto, esse desenvolvimento não ocorre simultaneamente nas diversas áreas do cérebro que processam o som.
Uma região conhecida como colículo inferior, localizada no início do trajeto do nervo auditivo ao córtex auditivo, já estava totalmente madura nos animais aos 20 dias de idade, o primeiro momento estudado pela equipe. Um segundo local, o tálamo auditivo, só apresentou uma reação “adulta” ao tom diferente aos 30 dias de idade.
O desenvolvimento no próprio córtex cerebral, o “córtex auditivo primário”, demorou ainda mais, até ao dia 50. “Este desenvolvimento da reação surpresa começa, portanto, na periferia e termina no córtex cerebral”, diz a líder do estudo, Tania Barkat. O córtex cerebral, portanto, amadurece muito mais tarde do que o esperado – na idade humana, isso equivaleria aproximadamente ao início dos 20 anos.
Não há desenvolvimento sem experiência
Os pesquisadores também observaram que as experiências desempenham um papel fundamental no desenvolvimento da resposta surpresa no córtex cerebral. Se os ratos fossem criados em um ambiente neutro em termos de ruído, o processamento de sons inesperados no córtex auditivo seria significativamente atrasado.
Uma explicação possível para isto é que o cérebro – e o córtex cerebral em particular – forma uma imagem interna do mundo durante o crescimento, que depois compara com estímulos externos. Tudo o que não corresponda a esta “visão do mundo” é uma surpresa, mas também pode resultar numa atualização. “Sem experiência com sons, no entanto, o córtex cerebral destes ratos é incapaz de desenvolver tal modelo de mundo”, diz o neurocientista Barkat. Como resultado, o animal é incapaz de categorizar adequadamente os sons em “familiares” e “inesperados”.
Referência: “Maturação sequencial da adaptação específica ao estímulo no sistema auditivo lemniscal do camundongo” por Patricia Valerio, Julien Rechenmann, Suyash Joshi, Gioia De Franceschi e Tania Rinaldi Barkat, 3 de janeiro de 2024, Avanços da Ciência.
DOI: 10.1126/sciadv.adi7624
