Durante décadas, cientistas acreditaram que o cérebro humano alterava suas conexões neurais com base em uma única regra de aprendizado. No entanto, uma pesquisa inovadora conduzida pela Universidade da Califórnia em San Diego e publicada na revista Science revelou que a história é bem mais complexa: os neurônios podem seguir várias regras ao mesmo tempo, dependendo de qual parte da célula está envolvida. A descoberta pode transformar tanto a medicina quanto o campo da inteligência artificial.
Uma nova visão sobre como aprendemos
O estudo foi liderado pelos neurobiologistas William “Jake” Wright, Nathan Hedrick e Takaki Komiyama. Eles observaram que o cérebro não utiliza uma única regra fixa para modificar suas sinapses – as ligações entre neurônios – durante o aprendizado.
Usando uma técnica chamada fluorescência de dois fótons in vivo, os pesquisadores conseguiram visualizar sinapses individuais em cérebros vivos de camundongos enquanto aprendiam uma tarefa simples: pressionar uma alavanca para ganhar uma recompensa. Esse experimento possibilitou observar como as conexões cerebrais se reorganizavam em tempo real.
A análise focou no córtex motor primário e revelou alterações especialmente nas chamadas neurônios piramidais – células com estrutura complexa e altamente ramificada. Essas células têm dois tipos principais de prolongamentos: dendritos apicais (na parte superior) e dendritos basais (na base da célula).
Segundo os autores, os dendritos apicais mostraram uma organização funcional mais clara relacionada à tarefa aprendida, enquanto os basais apresentaram mudanças menos evidentes. Isso indica que até mesmo dentro de um único neurônio, diferentes partes podem aprender de formas distintas.
Aprendizado por múltiplas regras e decisões descentralizadas
A ideia de que o cérebro segue um único protocolo para fortalecer ou enfraquecer conexões agora está sendo deixada para trás. O estudo mostra que as sinapses podem ser modificadas de acordo com diferentes critérios, dependendo da região subcelular.
Wright explicou que “a plasticidade sináptica precisa ocorrer com precisão. Para que o aprendizado aconteça, as conexões certas devem mudar da maneira certa”. Ou seja, há um sistema biológico sofisticado que decide, dentro de cada neurônio, quais sinapses devem se transformar.
Essa descoberta lança nova luz sobre o “problema da atribuição de crédito” no cérebro – ou como ele sabe qual sinapse modificar quando muitas estão envolvidas em uma tarefa. Komiyama, coautor do estudo, destacou que os neurônios processam essas informações simultaneamente em diferentes compartimentos, o que representa uma revolução conceitual na neurociência.
Inteligência artificial e medicina no horizonte
Os impactos dessa descoberta vão além da biologia. Hoje, os sistemas de inteligência artificial se baseiam em redes neurais artificiais que seguem regras únicas para aprender. Com esse novo modelo inspirado no funcionamento real do cérebro, é possível imaginar redes neurais com unidades capazes de múltiplos comportamentos simultâneos – algo que pode trazer grandes avanços em aprendizado de máquina.
Na medicina, a descoberta também abre caminhos para compreender e tratar melhor distúrbios como Alzheimer, autismo, vícios ou transtorno de estresse pós-traumático – todos associados a alterações sinápticas.
Ao revelar que cada neurônio pode aplicar diferentes “estratégias de aprendizado”, essa pesquisa ajuda a explicar por que o cérebro humano é tão adaptável – e por que ainda temos tanto a descobrir sobre ele.
Fonte: Infobae
