Descobertos neurônios matemáticos no cérebro

Alguns neurônios tornam-se ativos especificamente em tarefas de adição, outros em subtração.[Imagem: Christian Burkert/Volkswagen-Stiftung/University of Bonn]

Neurônios que fazem matemática

A maioria das crianças do ensino fundamental provavelmente já sabe que três maçãs mais duas maçãs somam cinco maçãs. No entanto, o que acontece no cérebro durante esses cálculos ainda é amplamente desconhecido.

Esther Kutter e colegas das universidades de Bonn e Tubingen (Alemanha) agora esclareceram essa questão.

A equipe descobriu que o cérebro possui neurônios que disparam especificamente durante cada tipo de operação matemática.

A descoberta mostra que alguns dos neurônios estão ativos exclusivamente durante as adições, enquanto outros estão ativos durante as subtrações. E os neurônios não se importam se a instrução do cálculo foi dada por escrito na forma de números ou de palavras.

Olhando dentro do cérebro

Os pesquisadores se beneficiaram de procedimentos cirúrgicos que estavam sendo feitos no cérebro de pessoas com epilepsia. Em alguns pacientes, as convulsões sempre se originam na mesma área do cérebro. Para localizar com precisão essa área defeituosa, os médicos implantam vários eletrodos nos pacientes. As sondas podem ser usadas para determinar com precisão a origem do espasmo.

Além disso, a atividade de neurônios individuais pode ser medida através da fiação. Foi essa possibilidade que a equipe aproveitou.

Cinco mulheres e quatro homens que passaram pela cirurgia se ofereceram como voluntários para o experimento sobre matemática. Eles tinham eletrodos implantados no lobo temporal do cérebro, para registrar a atividade das células nervosas. Para o experimento, os participantes tiveram que realizar tarefas aritméticas simples.

"Descobrimos que os neurônios que disparavam durante as adições eram diferentes daqueles que disparavam durante as subtrações," resumiu o professor Florian Mormann, orientador do estudo.

Símbolos e palavras

Não é que alguns neurônios tenham respondido apenas a um sinal "+" e outros apenas a um sinal "-": "Mesmo quando substituímos os símbolos matemáticos por palavras, o efeito permaneceu o mesmo," explicou Esther. "Por exemplo, quando pedimos aos voluntários para calcular '5 mais 3', seus neurônios de adição voltaram à ação; enquanto que, para '7 menos 4', seus neurônios de subtração é que funcionaram."

Isso mostra que as células descobertas na verdade codificam uma instrução matemática para a ação: A atividade cerebral mostrou, com grande precisão, quais tipos de tarefas os voluntários do teste estavam calculando em cada momento.

Para verificar isso, os pesquisadores alimentaram os padrões de atividade das células em um programa de computador de aprendizado de máquina. Quando o algoritmo foi confrontado com novos dados de atividade após a fase de treinamento, ele foi capaz de identificar com precisão durante qual operação matemática cada dado havia sido registrado.

As duas equipes, de Bonn e Tubingen, agora querem investigar exatamente qual o papel que as células nervosas descobertas desempenham nessas habilidades simbólicas, ou seja, calcular com números.

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