É inegável que o cérebro é uma das grandes maravilhas do corpo humano pelo o que ele é capaz de fazer e como o faz. Ele evoluiu muito e se adaptou às mudanças pelas quais os humanos passaram durante as eras. Contudo, muitos ainda são os mistérios sobre seu funcionamento.
Agora, uma pesquisa publicada na Cell pode explicar como os neurônios atuam no cérebro e coordenam suas atividades. Os neurônios são células responsáveis por nossas memórias, pensamentos e emoções da infância.
Os pesquisadores responsáveis são da Universidade de Sydney (Austrália) e equiparam o trabalho dessas células ao de um trabalhado em um negócio de alto desempenho.
“Equilibrar habilidades individuais com trabalho em equipe é a chave para o sucesso, mas como você alcança o equilíbrio?”, instiga Brandon Robert Munn, pesquisador de pós-doutorado da Universidade e Sydney e líder da pesquisa em artigo publicado no The Conversation.
Segundo Munn, a estrutura do cérebro é a seguinte: ele dedica entre 40% e 50% do esforço de cada célula a tarefas individuais, enquanto o restante é realizado pelo trabalho em equipe escalável.
Essa mesma estrutura organizacional foi observada pelos estudiosos nos cérebros de cinco espécies de animais: moscas-das-frutas, nematoides, peixes-zebra, ratos e macacos.
São espécies que estão separadas por mais de um bilhão de anos de evolução, podendo esse ser um princípio fundamental do processamento otimizado de informações, esclarece o pesquisador.
Complexidade para se entender os neurônios
- Os pesquisadores têm encontrado desafios para responder à questão debatida há bastante tempo sobre o cérebro: se o trabalho de cada neurônio é individualizado, ou se eles atuam em equipe;
- Até pouco tempo, as ferramentas que a neurociência detinha para estudar essa questão estava limitada a registro da atividade de algumas células ou de vários milhões;
- “Seria como tentar entender uma empresa enorme entrevistando um punhado de funcionários ou recebendo apenas resumos de departamentos de alto nível. O meio-termo crítico estava faltando”, explica Munn.
Então, um método interessante vem sendo melhorado e pode auxiliar nos estudos. Trata-se da imagem de cálcio. Esse método permite aos pesquisadores observarem, em tempo real, a atividade neural por meio de sensores fluorescentes que se acendem conforme os níveis de cálcio presentes nas células.
Veja como a imagem de cálcio se parece no vídeo abaixo. O exemplo é do cérebro de um peixe-zebra.
Munn conta que aplicou conhecimento de seu treinamento em física para analisar conjuntos de dados em larga escala às informações colhidas com a imagem de cálcio.
Dessa forma, ele e sua equipe descobriram que a atividade cerebral se desdobra conforme uma hierarquia fractal (na qual há divisões por partes). Ou seja, as células atuam juntas para construir redes maiores e coordenadas, de modo a criar organização com cada escala espelhando as que estão acima e abaixo de si.
“Essa estrutura respondeu ao debate: o cérebro realmente faz as duas coisas. Ele equilibra individualidade e trabalho em equipe e faz isso de forma inteligente. Aproximadamente metade do esforço vai para o desempenho ‘pessoal’, pois os neurônios colaboram dentro de redes cada vez maiores”, explana o pesquisador.
Os especialistas prosseguiram seu estudo e resolveram testar se a estrutura de nosso cérebro detém vantagens únicas. Isso foi feito por meio de simulações computacionais, que revelaram que a hierarquia fractal utilizada pelo cérebro otimiza seu fluxo de informações.
Dessa forma, ele é capaz de se adaptar às mudanças e a operar de forma eficiente, realizando tarefas com poucos recursos e, ao mesmo tempo, mantendo-se resiliente ao manter a função mesmo se os neurônios falharem.
“Esteja você navegando em terreno desconhecido ou reagindo à ameaça repentina, seu cérebro processa e age sobre novas informações rapidamente. Os neurônios ajustam continuamente sua coordenação, mantendo o cérebro estável o suficiente para pensamentos profundos, mas ágil o bastante para responder a novos desafios”, continua o líder do estudo.
Segundo Munn, a organização multiescala descoberta permite que diferentes estratégias (conhecidas também por “códigos neurais”) funcionem em várias escalas distintas.
Por exemplo, descobrimos que o movimento do peixe-zebra depende de muitos neurônios trabalhando em uníssono. Este design resiliente garante que a natação continue suavemente, mesmo em ambientes de rápida mudança.
Em contraste, a visão do rato se adapta na escala celular, permitindo a precisão necessária para extrair detalhes finos de uma cena. Aqui, se alguns neurônios perdem informações importantes, toda a percepção pode mudar – como quando uma ilusão de ótica engana seu cérebro.
Brandon Robert Munn, pesquisador de pós-doutorado da Universidade e Sydney e líder da pesquisa, em artigo publicado no The Conversation
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As descobertas sugerem que a coordenação fractal da atividade dos neurônios no cérebro ocorre em grande período evolutivo, partindo desde os vertebrados, cujo último ancestral comum viveu há 450 milhões de anos, passando pelos invertebrados, que datam de um bilhão de anos.
Portanto, em tese, o cérebro evoluiu para equilibrar eficiência e resiliência, o que permitiu o processamento otimizado de informação e a adaptação a novas demandas comportamentais. “A persistência evolutiva sugere que descobrimos um princípio fundamental de design”, diz Munn.
O pesquisador alega que trabalhos futuros envolvendo física e neurociência serão necessários para analisar como os princípios descobertos se desenvolvem em nosso cérebro.
Além disso, o que foi descoberto sugerem algo ainda mais: que a regra simples de foco individual e trabalho em equipe escalável pode ser uma solução que seja utilizada não somente pelo cérebro.
“Quando os elementos são organizados em redes e em camadas, os recursos podem ser compartilhados de forma eficiente e o sistema se torna robusto contra interrupções”, destaca Munn.
Ele compara isso ao modelo de funcionamento de grandes empresas: quando surge algo novo e desafiador, os funcionários têm a liberdade de reagir sem esperar instruções de seus superiores, podendo, assim, resolver o problema e seguir recebendo suporte rápido de sua organização.
“Pode ser um princípio universal para atingir resiliência e eficiência em sistemas complexos”, completa o pesquisador. Portanto, o ex-jogador de basquete Michael Jordan devia estar certo quando disse que “o talento vence jogos, mas o trabalho em equipe e a inteligência vencem campeonatos”.
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