Campo elétrico geral do cérebro explica memória melhor que neurônios

Amplitude estimada de um campo elétrico neural em cada eletrodo em um período de 800 milissegundos.
[Imagem: Dimitris Pinotsis]

Campo elétrico cerebral

A representação mais consistente e mais confiável das informações armazenadas em nossos cérebros não é a atividade elétrica dos neurônios individuais envolvidos.

Em vez disso, é um campo elétrico geral que os neurônios produzem coletivamente.

Esta é a nova teoria defendida por Dimitris Pinotsis (MIT) e Earl Miller (Universidade de Londres).

De fato, sempre que os neurocientistas analisaram como o cérebro representa informações na memória de trabalho, eles constataram que, de uma medição para outra, mesmo ao repetir a mesma tarefa, a participação e a atividade dos neurônios individuais varia - um fenômeno chamado "desvio representacional".

Agora, a dupla descobriu que, independentemente de quais neurônios específicos estivessem envolvidos, o campo elétrico geral fornece um sinal estável e consistente das informações que os animais deveriam lembrar.

Em certo sentido, uma vez estabelecido, o campo elétrico geral se impõe aos neurônios como o maestro de uma orquestra em que cada neurônio é um músico individual, compara Pinotsis: Mesmo que os músicos mudem, o maestro ainda coordena quem está com cada instrumento para produzir a mesma música.

"Isso garante que o cérebro ainda possa funcionar mesmo que alguns neurônios morram," disse Pinotsis. "O campo garante que a mesma saída do conjunto de neurônios seja alcançada mesmo que as peças individuais mudem. O cérebro não precisa de neurônios individuais, apenas o maestro, o campo elétrico, para ser o mesmo."

Maestro dos neurônios

Segundo a nova teoria, os campos elétricos podem oferecer ao cérebro um nível de representação e integração de informações que é mais abstrato do que o nível de detalhes individuais codificados por neurônios ou circuitos individuais.

"O cérebro pode empregar esse mecanismo para operar em um nível mais holístico, mesmo quando os detalhes se modifiquem," disse Miller.

Isso não quer dizer que as variações entre os neurônios individuais sejam um ruído sem sentido. Os pensamentos e as sensações das pessoas e dos animais, mesmo quando repetem as mesmas tarefas, podem mudar minuto a minuto, levando a que diferentes neurônios se comportem de maneira diferente. Mas o importante para realizar a tarefa de memória é que o campo geral permaneça consistente em sua representação.

"Essa coisa que chamamos de desvio ou ruído representacional podem ser cálculos reais que o cérebro está fazendo, mas o ponto é que, no próximo nível de campos elétricos, você pode se livrar desse desvio e apenas ter o sinal," disse Miller.

Os pesquisadores levantam a hipótese de que o campo pode até mesmo ser um meio que o cérebro pode empregar para esculpir o fluxo de informações para garantir o resultado desejado. Ao impor a emergência de um determinado campo, ele direciona a atividade dos neurônios participantes.

De fato, essa é uma das próximas questões que os dois pesquisadores pretendem investigar: Os campos elétricos poderiam ser um meio de controlar os neurônios? "Para fazer a analogia com a orquestra, agora estamos usando este trabalho para perguntar se o estilo de um maestro muda a maneira como um membro individual de uma orquestra toca seu instrumento," disse Pinotsis.