Seja fechando uma porta de maneira inadequada ou dando um chute no futebol, nosso cérebro nos avisa quando cometemos um erro porque esses sons diferem do que esperamos ouvir. Embora tenha sido estabelecido há muito tempo que nossos neurônios detectam esses erros, não está claro se existem células cerebrais que têm apenas uma função – sinalizar quando um som é inesperado ou “desligado”.
Uma equipe de neurocientistas da Universidade de Nova York identificou agora uma classe de neurônios – o que chama de “neurônios de erro de previsão” – que não respondem aos sons em geral, mas apenas respondem quando os sons violam as expectativas, enviando assim uma mensagem de que um erro ocorreu.
“Os cérebros são notáveis em detectar o que está acontecendo no mundo, mas são ainda melhores em dizer se o que aconteceu era esperado ou não”, explica David Schneider, professor assistente do Centro de Ciências Neurais da NYU e autor sênior do estudo,que aparece no The Journal of Neuroscience (JNeurosci). “Descobrimos que existem neurônios específicos no cérebro que não dizem o que aconteceu, mas sim o que deu errado”.
Os autores do artigo acrescentam que os resultados poderiam ajudar a iluminar melhor o processo de aprendizagem, identificar as causas por trás de certas aflições e identificar aptidões relacionadas ao som.
“Neurônios como esses podem ser vitais para aprender a falar ou a tocar um instrumento musical”, observa Nicholas Audette, pós-doutorado no Centro de Ciências Neurais da NYU e autor principal do artigo.
“Ambos os comportamentos envolvem muitas tentativas e erros, muitos erros e muito aprendizado com os erros”, acrescentou Schneider: “Os músicos especialistas têm melhores neurônios de erro de previsão do que os novatos? E em doenças em que a fala é subdesenvolvida, a previsão é neurônios de erro com mau funcionamento?”
Os comportamentos muitas vezes têm consequências sensoriais previsíveis. Por exemplo, ao fechar a porta de um carro, esperamos ouvir um “baque” antecipado em uma fase específica do movimento do braço. E estes comportamentos não se limitam aos humanos – macacos, ratos e outros animais podem aprender a prever que som um movimento irá produzir e quando esse som irá ocorrer.
Pesquisas anteriores mostraram que nos cérebros de humanos e de outros animais, os neurônios têm respostas significativas quando um som viola a expectativa do animal e respostas mais fracas quando um som corresponde à expectativa. Mas não estava claro se existiam neurônios que tinham apenas uma função: sinalizar quando um som era inesperado.
Para responder a esta questão, Schneider e Audette basearam-se no seu trabalho anterior, que descobriu como o cérebro faz distinções entre sons “certos” e “errados”. No novo estudo JNeurosci, eles estudaram as respostas em ratos através de uma série de experimentos e isolando a atividade neuronal.
Nos experimentos, os ratos ouviram um som específico após pressionar uma alavanca. Isso foi feito repetidamente, até que associassem esse som ao pressionar. Os pesquisadores então alteraram os sons que os ratos ouviam ao fazer pressionamentos subsequentes – um método projetado para imitar sons inesperados que os humanos ouvem quando cometem erros.
Os cientistas descobriram que muitos dos neurônios dos ratos (“neurônios de erro de previsão”) estavam silenciosos – o que significa que não produziam sinais que pudessem ser usados por outras partes do cérebro – exceto quando os ratos faziam um movimento e ouviam algo inesperado.
Mais especificamente, eles descobriram que neurônios individuais de erro de predição no córtex auditivo dos camundongos não apenas sinalizavam quando algo deu errado, mas também sinalizaram o que deu errado.
Por exemplo, sempre que o som era muito baixo, um grupo de neurônios com erro de previsão era ativado. No entanto, quando o som estava no volume esperado, mas chegava tarde demais, um grupo completamente diferente de neurônios com erro de predição estava ativo.
“Quando um movimento emite um som inesperado, pode violar as nossas expectativas de muitas maneiras diferentes”, explica Schneider. “Diferentes neurônios ficam ativos quando um movimento emite um som muito baixo, e outros neurônios quando o movimento emite um som errado.”
Traduzido por Mateus Lynniker de MedicalXpress
