Costumávamos pensar que o cérebro funcionava como uma máquina de precisão.
Uma célula para um trabalho. Uma “célula local” para sua localização. Uma “célula de Jennifer Aniston” para seu rosto. Fazia sentido. Estava limpo. Foi elegante.
Também estava basicamente errado.
Stefano Fusi, pesquisador da Universidade de Columbia, está analisando os dados. O que ele vê não é uma coleção de especialistas hiperespecializados. É uma multidão de generalistas. “Esses neurônios [anteriores] são realmente a exceção, não a regra”, diz ele.
As células abundantes? Aqueles que ignoramos porque não eram chamativos o suficiente? Eles podem realmente estar fazendo o trabalho pesado.
O mito do neurônio de propósito único
Em 2013, Fusi detectou algo estranho nos cérebros dos macacos. Ele encontrou neurônios com “seletividade mista”. Essas células não se preocupavam apenas com uma coisa. Eles dispararam quando várias entradas os atingiram ao mesmo tempo. Relacionado à tarefa? Sim. Específico do local? Não. Eles se importavam com uma mistura.
Mas um estudo com macacos não resolve o debate. Você precisa de escala. Você precisa saber se isso é uma peculiaridade ou a norma.
Então Fusi recorreu ao Laboratório Internacional do Cérebro. Eles têm gravações de mais de 100 ratos. Eles não estavam apenas parados ali. Os ratos estavam funcionando. Eles viram uma imagem à esquerda ou à direita. Eles tiveram que movê-lo para o centro. Eles fizeram isso girando uma roda.
Tarefa simples? Talvez. Mas a atividade neural contou uma história diferente.
Como a seletividade mista domina o córtex
Os pesquisadores mapearam a atividade. Procuraram os especialistas.
Eles os encontraram. Mas apenas em bolsos específicos. O córtex visual primário, por exemplo, manteve seu status especial. Essas células se preocupavam com a visão. Esse era o trabalho deles.
Em qualquer outro lugar? Caos. Ou melhor, complexidade.
Os neurônios fora do córtex visual não processavam apenas a imagem. Eles se importavam com onde estava na tela. Eles se preocupavam com a decisão de se mover para a esquerda ou para a direita. Eles se preocupavam com o ato físico de girar a roda. Uma célula. Muitos empregos.
O importante a salientar é que existem neurônios especializados [como as células locais]. Mas estas não são a norma.
Não se tratava apenas da tarefa. Tratava-se de como diferentes neurônios respondiam ao mesmo estímulo. Veja as áreas somatomotoras. Essas regiões planejam o movimento. Algumas células dispararam descontroladamente quando os ratos lamberam ou moveram os bigodes. Outros? Eles mal se mexeram.
Neurônios individuais não têm foco míope. Eles não estão explorando nenhuma informação. Eles estão lançando uma rede ampla.
Por que os generalistas podem ser melhores
Ben Hayden, do Baylor College of Medicine, chama isso de “um tapa gigante na cara” da velha teoria.
O problema da busca por especialistas é a busca incessante. Você sente falta de um celular? Você diz: “Talvez eu só precise gravar mais”. Hayden aponta a escala deste novo estudo. Eles registraram 14.000 neurônios.
Ainda assim, principalmente generalistas.
Isso muda a forma como vemos a capacidade cerebral. Se cada neurônio fizesse apenas uma coisa, seriam necessárias células infinitas para lidar com todas as combinações possíveis de entradas. Generalistas resolvem isso. Ao responder a múltiplas entradas de maneiras ligeiramente diferentes, eles maximizam a informação que o cérebro pode processar.
Isso provavelmente abrange memória, cognição, tomada de decisão e percepção. Não departamentos separados. Uma malha.
Para onde vamos a partir daqui?
A tarefa do mouse era simples. Um problema do mundo real é multidimensional. Fusi admite isso. Ele quer ver quando os neurônios decidem se concentrar e quando eles se espalham.
O próximo passo não são os ratos. São primatas. São humanos.
Sua equipe está colaborando com pesquisadores que estudam pacientes com epilepsia. Esses pacientes estão conscientes durante a cirurgia de cérebro aberto. É uma janela rara. Eles podem registrar neurônios humanos em tempo real.
Fusi quer mudar totalmente a lente. Pare de olhar para uma célula de cada vez.
É difícil. É uma bagunça. Mas é necessário. Um neurônio não fala com outro neurônio. Cada neurônio se conecta a cerca de 10.000 outros em sua árvore dendrítica. Ele vê toda a rede.
Então nós também deveríamos.
