Surpresa! Tomada de decisão complexa é encontrada em vermes predadores com apenas 302 neurônios

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O verme C. elegans (direita) escapando do verme P. pacificus (esquerda). Crédito: Salk Institute.

Por David Nield
Publicado na ScienceAlert

À medida que os cientistas continuam a descobrir mais sobre o cérebro e como ele funciona, ajudaria saber quanta matéria cerebral é necessária para realizar certas funções – e para poder tomar decisões complexas, apenas 302 neurônios podem ser necessários.

Isso é baseado em um novo estudo sobre o verme predador Pristionchus pacificus. Para petiscar sua presa ou defender sua fonte de alimento, o verme conta com a mordida; isso deu aos pesquisadores a oportunidade de analisar sua tomada de decisão.

Em vez de olhar para neurônios reais e conexões celulares em busca de sinais de tomada de decisão, a equipe analisou o comportamento do P. pacificus – especificamente, como ele escolheu usar suas capacidades de mordida quando confrontado com diferentes tipos de ameaça.

“Nosso estudo mostra que você pode usar um sistema simples, como um verme, para estudar algo complexo, como a tomada de decisão direcionada a objetivos”, disse o neurobiólogo Sreekanth Chalasani, do Salk Institute for Biological Studies, na Califórnia (EUA). “Nós também demonstramos que o comportamento pode nos dizer muito sobre como o cérebro funciona”.

Em experimentos, Chalasani e seus colegas observaram o P. pacificus adotando duas estratégias diferentes – morder para devorar e morder para impedir – com o verme Caenorhabditis elegans, tanto sua presa quanto concorrente.

Com larvas de C. elegans que são fáceis de dominar, P. pacificus escolheu morder para matar. Com os adultos, os vermes P. pacificus tendiam a morder para forçar o C. elegans a se afastar das fontes de alimento. Isso é evidência de uma mudança de estratégia e uma escolha deliberada.

Ao observar onde os vermes P. pacificus depositavam seus ovos e como seu comportamento mudava quando uma fonte de alimento bacteriana estava próxima, os cientistas determinaram que as mordidas em C. elegans adultos pretendiam afastá-los – em outras palavras, elas não eram simplesmente tentativas fracassadas de matar esses concorrentes.

Embora estejamos acostumados a esse tipo de tomada de decisão por parte dos vertebrados, não ficou claro anteriormente se os vermes tinham a capacidade intelectual de pesar proverbialmente os prós, contras e consequências de ações específicas dessa maneira.

“Os cientistas sempre presumiram que os vermes eram simples – quando o P. pacificus mordia, pensamos que era sempre para um propósito predatório singular”, disse a neurocientista Kathleen Quach, do Salk Institute for Biological Studies. “Na verdade, P. pacificus é versátil e pode usar a mesma ação, mordendo C. elegans, para atingir diferentes objetivos de longo prazo. Fiquei surpreso ao descobrir que P. pacificus poderia transformar o que parecia ser uma predação fracassada em sucesso de territorialidade”.

Ter 302 neurônios à sua disposição não é muito, na verdade – os seres humanos têm algo em torno de 86 bilhões deles. Mas parece que os fundamentos da tomada de decisão são bem simples de codificar, biologicamente falando.

Um dos campos em que esta nova pesquisa pode ajudar é no desenvolvimento da inteligência artificial: descobrir como ensinar um software de computador a tomar decisões independentes com o mínimo de programação e rede neural possível.

Pesquisas futuras estão planejadas para analisar quanto dessa tomada de decisão está conectada ao cérebro de P. pacificus e o quanto ela é flexível. Novamente, isso terá implicações quando se trata de entender como fazemos nossas próprias escolhas.

“Mesmo sistemas simples como vermes têm estratégias diferentes, e eles podem escolher entre essas estratégias, decidindo qual delas funciona bem para eles em uma determinada situação”, disse Chalasani. “Isso fornece uma estrutura para entender como essas decisões são tomadas em sistemas mais complexos, como humanos”.

A pesquisa foi publicada na Current Biology.