Durante décadas, a neurociência trabalhou com uma ideia considerada básica sobre o funcionamento do cérebro: determinados neurônios responderiam sempre da mesma maneira aos mesmos estímulos. Algumas células seriam ativadas ao reconhecer rostos, cores, cheiros ou movimentos específicos, permitindo que o organismo interpretasse o mundo de forma estável e previsível.

No entanto, novos estudos vêm colocando essa teoria em xeque. Pesquisadores descobriram que muitos neurônios mudam seu padrão de atividade ao longo do tempo — mesmo quando o comportamento, o ambiente e a tarefa continuam iguais.

Os resultados do fenômeno, conhecido como “deriva representacional”, foi divulgado pela revista Nature nesta quarta-feira, 20.

A descoberta que confundiu os neurocientistas

Uma das pesquisas que impulsionou essa discussão foi conduzida pela neurocientista Laura Driscoll durante seu doutorado na Harvard University. Ao monitorar neurônios de camundongos ao longo de semanas, ela percebeu algo inesperado: células que respondiam a determinados estímulos em um dia deixavam de reagir da mesma forma algum tempo depois.

No estudo publicado em 2017, Driscoll mostrou que neurônios individuais do córtex parietal mudavam significativamente seus padrões de atividade durante tarefas repetidas em um labirinto virtual.

Apesar disso, grupos maiores de neurônios continuavam mantendo um padrão coletivo relativamente estável. A descoberta sugeriu que o cérebro talvez não dependa tanto de células individuais fixas, mas sim da atividade conjunta de populações inteiras de neurônios.

Por que os neurônios mudam constantemente?

Os cientistas usam esse termo para descrever mudanças graduais na forma como neurônios representam informações ao longo do tempo. Dessa forma, o “código” usado pelo cérebro para processar experiências pode não ser tão fixo quanto os pesquisadores acreditavam.

Nos últimos anos, estudos identificaram esse fenômeno em diferentes regiões cerebrais ligadas à memória, visão, movimento e olfato. Pesquisadores encontraram evidências da deriva até mesmo no hipocampo, área fundamental para aprendizado e formação de memórias.

Nesse sentido, se os padrões neuronais estão em constante transformação, como o cérebro consegue manter memórias, comportamentos e percepções relativamente estáveis? Uma das hipóteses é que o cérebro não dependa de neurônios isolados, mas de padrões coletivos distribuídos entre grandes redes neurais.

Outra possibilidade é que o cérebro possua mecanismos capazes de interpretar sinais estáveis mesmo quando os neurônios individuais mudam ao longo do tempo. Segundo pesquisadores, o fenômeno pode ajudar o cérebro a atualizar memórias, integrar novas experiências e até registrar a passagem do tempo.

O que a deriva neuronal pode fazer com as memórias?

Alguns cientistas acreditam que essas mudanças podem ter papel importante na forma como memórias são armazenadas e atualizadas. A neurocientista Denise Cai, da Icahn School of Medicine at Mount Sinai, defende que a deriva pode permitir que o cérebro conecte experiências vividas em períodos próximos.

Outros pesquisadores sugerem que esse mecanismo ajuda o cérebro a diferenciar acontecimentos antigos de eventos recentes.

Há também hipóteses de que a deriva seja consequência natural da plasticidade cerebral — capacidade do cérebro de reorganizar conexões neurais ao longo da vida.

A divergência da teoria

Apesar do avanço das evidências, parte da comunidade científica ainda questiona o fenômeno. Alguns pesquisadores argumentam que mudanças sutis no comportamento dos animais durante experimentos poderiam explicar parte das alterações observadas nos neurônios.

Estudos com morcegos, por exemplo, encontraram padrões neurais muito mais estáveis durante tarefas espaciais.

Outros cientistas afirmam que determinadas regiões cerebrais, como áreas ligadas ao movimento, parecem sofrer pouca ou nenhuma deriva.

Para esses pesquisadores, ainda não está totalmente claro se o fenômeno representa uma reorganização real dos códigos neurais ou se parte das mudanças observadas pode ser consequência de limitações experimentais e comportamentais difíceis de controlar.

O que essa descoberta pode mudar na inteligência artificial

Além de ajudar a entender memória e aprendizagem, pesquisadores acreditam que o fenômeno pode ter impacto no desenvolvimento de tecnologias. Interfaces cérebro-computador, por exemplo, talvez precisem se adaptar constantemente às mudanças naturais dos padrões neurais ao longo do tempo.

A descoberta também pode influenciar sistemas de inteligência artificial. Segundo especialistas, compreender como o cérebro mantém estabilidade mesmo com mudanças internas pode ajudar pesquisadores a desenvolver redes neurais artificiais mais flexíveis e resistentes ao chamado “esquecimento catastrófico”, problema comum em modelos de IA.

Para muitos pesquisadores, a descoberta da deriva representacional mudou profundamente a forma de pensar o cérebro. O neurocientista Simon Rumpel avalia que inicialmente rejeitou a ideia porque ela contrariava conceitos tradicionais da neurociência.

Hoje, porém, o acúmulo de evidências levou muitos especialistas a aceitarem que o cérebro talvez funcione de maneira muito mais dinâmica e flexível do que se imaginava.

Segundo pesquisadores, a chamada deriva neuronal pode representar apenas o começo de uma mudança mais ampla na compreensão científica sobre como pensamentos, memórias e comportamentos realmente surgem dentro do cérebro humano.