O córtex cerebral contém regiões dedicadas ao processamento de diferentes tipos de informação sensorial, incluindo estímulos visuais e auditivos. Agora, investigadores liderados por Robert Desimone, director do Instituto McGovern para a Investigação do Cérebro do MIT, e os seus colegas, desenvolveram o retrato mais abrangente até à data do que fazem todas essas regiões. Conseguiram esse feito ao analisar dados recolhidos enquanto pessoas realizavam uma tarefa surpreendentemente complexa: ver um filme.
Nas últimas décadas, cientistas identificaram muitas redes envolvidas neste tipo de processamento, recorrendo frequentemente a imagens por ressonância magnética funcional (fMRI) para medir a actividade cerebral enquanto os voluntários executam uma única tarefa (como olhar para rostos) ou não fazem nada. O problema é que, durante o repouso, muitas partes do córtex podem não estar activas.
“Usando um estímulo rico como um filme, conseguimos activar muitas regiões do córtex de forma muito eficiente. Por exemplo, regiões sensoriais serão activadas para processar diferentes características do filme, e áreas de nível mais elevado serão activadas para extrair informação semântica e contextual,” afirma Reza Rajimehr, cientista investigador no Instituto McGovern e autor principal do artigo sobre o estudo. “Ao activar o cérebro desta forma, conseguimos agora distinguir diferentes áreas ou diferentes redes com base nos seus padrões de activação.”
Utilizando dados de fMRI de alta resolução recolhidos por um consórcio financiado pelo NIH, os investigadores analisaram a actividade cerebral de 176 pessoas enquanto viam uma variedade de excertos de filmes. Em seguida, usaram um algoritmo de aprendizagem automática para analisar os padrões de actividade de cada região do cérebro. O que descobriram foram 24 redes com diferentes padrões de actividade e funções. Algumas estão localizadas em áreas sensoriais, como o córtex visual ou auditivo, enquanto outras respondem a características como acções, linguagem ou interacções sociais. Os investigadores também identificaram redes nunca antes observadas, incluindo uma no córtex pré-frontal que parece altamente responsiva a cenas visuais. Esta rede foi mais activa em resposta a imagens de cenas dentro dos enquadramentos dos filmes.
Três das redes que encontraram estão envolvidas no “controlo executivo” e foram mais activas durante as transições entre excertos dos filmes. Os investigadores também observaram que, quando as redes específicas de determinada função estavam muito activas, as redes de controlo executivo permaneciam, na sua maioria, inactivas — e vice-versa.
“Sempre que as activações nas áreas específicas de domínio são elevadas, parece não haver necessidade de envolvimento dessas redes de nível mais elevado,” diz Rajimehr. “Mas em situações em que talvez haja alguma ambiguidade e complexidade no estímulo, e seja necessário o envolvimento das redes de controlo executivo, então vemos que essas redes se tornam altamente activas.”
Os investigadores esperam que o novo mapa sirva como ponto de partida para um estudo mais preciso sobre o que realiza cada uma dessas redes. Por exemplo, dentro da rede de processamento social, identificaram regiões específicas para o processamento de informação social relacionada com rostos e corpos.
“Esta é uma nova abordagem que revela algo diferente dos métodos convencionais em neuroimagem,” diz Desimone. “Não nos vai dar todas as respostas, mas gera muitas ideias interessantes.”
Anne Trafton