Estudo mostra como funciona o sistema do cérebro responsável por combinar movimentos para a utilização manual de objetos

De acordo com um estudo de investigadores da Universidade de Coimbra (UC) e da Universidade de Carnegie Mellon, o cérebro humano possui um sistema especializado que monta movimentos de forma surpreendentemente sistemática. Esta montagem decorre numa área do cérebro junto à orelha esquerda, onde está o ‘centro de comando de operações’ para o manuseamento de objetos.

Os dados revelados pela investigação podem vir a ter importantes implicações na robótica, em interfaces cérebro-máquina e em défices de ação causados por lesões cerebrais.

O estudo mostra que, tal como as palavras de uma língua podem ser formadas a partir da recombinação das letras do alfabeto, também todo o repertório de ações manuais humanas pode ser construído a partir de um número reduzido de elementos básicos.

Os investigadores recorreram a modelação computacional de dados de ressonância magnética funcional para demonstrar que uma região do cérebro chamada giro supramarginal (SMG) – situada no lobo parietal inferior esquerdo e já conhecida pelo seu papel no planeamento de ações dirigidas a objetos – constrói representações de ações complexas a partir da recombinação de um conjunto limitado de padrões coordenados de movimento dos dedos, mãos, pulsos e braços. Os cientistas designam estes padrões de movimento por “sinergias cinemáticas”.

Por exemplo, a postura da mão ao usar uma tesoura é semelhante à postura para utilizar um alicate, apesar de tesouras e alicates terem funções muito diferentes. Pelo contrário, mesmo que uma tesoura e um x-ato possam ser usados com o mesmo objetivo, a forma de segurar cada um destes objetos é bastante distinta. Neste contexto, foi possível perceber que a atividade no SMG apresenta representações muito semelhantes para objetos que implicam posturas manuais semelhantes.

Quando usamos as mãos para agarrar objetos, não precisamos de ‘pensar’ na construção da ação a partir das suas partes elementares, tal como um falante nativo não precisa de pensar na forma de pronunciar as palavras que quer usar. Os processos mediados pelo giro supramarginal estão sempre a funcionar automaticamente em segundo plano, fora do foco da nossa atenção consciente.

“Tal como as regiões cerebrais responsáveis pela linguagem combinam sons, ou fonemas, para formar palavras, o cérebro também combina sinergias cinemáticas para formar ações complexas dirigidas a objetos. A partir deste conjunto fechado de elementos básicos, o cérebro constrói todo o repertório de ações que podem ser realizadas com a mão humana”, explica a autora principal do estudo, Leyla Caglar, que liderou esta investigação enquanto bolseira de pós-doutoramento na Universidade de Carnegie Mellon e na Universidade de Coimbra.

A descoberta pode igualmente oferecer novas perspetivas sobre distúrbios como a apraxia, uma condição neurológica em que os pacientes perdem a capacidade de utilizar objetos corretamente, apesar de conseguirem reconhecê-los.

“Tal como uma falha na capacidade de combinar sons da linguagem em palavras compromete a fala, lesões nesta área do cérebro podem dificultar o planeamento e a execução de ações complexas com objetos”, elucida o docente e investigador da Faculdade de Psicologia e de Ciências da Educação da UC e diretor do Proaction Lab.

“Este estudo leva-nos um passo mais perto de compreender os princípios fundamentais da organização cerebral que tornam possível o uso humano de ferramentas”, conclui Leyla Caglar.

A investigação foi financiada por bolsas do National Institute of Health, do Pennsylvania Department of Health e do Conselho Europeu de Investigação.

O artigo científico Object-directed action representations are componentially built in parietal cortex (As representações de ações dirigidas a objetos são construídas de forma componencial no córtex parietal, em português), publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, está disponível clicando AQUI.

Fonte: Região Sul por indicação de Livresco

«A inteligência artificial nas perturbações do neurodesenvolvimento»

As perturbações do neurodesenvolvimento representam um conjunto heterogéneo de patologias que beneficiam de diagnóstico precoce, avaliação contínua e intervenção especializada. Nos últimos anos, o avanço da inteligência artificial (IA) tem aberto novas possibilidades para melhorar cada uma destas etapas.

Relativamente ao diagnóstico, existem vários modelos de IA baseados em machine learning que conseguem analisar grandes volumes de dados clínicos, escalas de rastreio, padrões de linguagem, voz, expressões faciais e movimentos, sendo que vários estudos recentes demonstram que algoritmos de IA podem identificar sinais precoces de perturbação do espetro do autismo (PEA) a partir de vídeos curtos.

Algumas ferramentas de processamento de linguagem natural conseguem analisar padrões de linguagem e, embora não substituam a avaliação clínica, podem servir como pré-rastreio para o diagnóstico de patologias como a perturbação do desenvolvimento da linguagem, auxiliando na priorização de casos para avaliação especializada.

Aplicações móveis e wearables com IA permitem monitorizar variáveis comportamentais e cognitivas de forma contínua, detetando alterações subtis no padrão de sono, nível de atividade ou desempenho em tarefas de jogo. Estes dados podem complementar a observação clínica, fornecer métricas objetivas e apoiar decisões sobre ajustes terapêuticos.

A IA pode ajudar na adaptação de planos terapêuticos, sugerindo atividades de terapia da fala, terapia ocupacional ou terapia cognitivo-comportamental com base em dados do progresso da criança. Plataformas educativas com algoritmos adaptativos ajustam a dificuldade das tarefas conforme a resposta, promovendo o envolvimento e uma maior motivação da criança.

Por outro lado, chatbots e assistentes virtuais podem fornecer informação validada e adaptada ao nível de literacia da família, apoiar na gestão de rotinas e medicação e facilitar a comunicação entre pais, terapeutas e professores. Na Consulta de Neurodesenvolvimento a IA pode ainda ter um papel fundamental na integração de vários dados clínicos e na redução da burocracia associada à Consulta.

Contudo, apesar de todo este potencial, o uso da IA nas perturbações do neurodesenvolvimento levanta questões importantes, como a validação científica (muitos algoritmos foram treinados com amostras limitadas, não necessariamente representativas da nossa população), assim como é crucial garantir conformidade com normas como o RGPD, sendo fundamental a privacidade e segurança dos dados das “nossas crianças”. Existe ainda o risco de sobredependência tecnológica: a IA deve apoiar e não substituir o nosso juízo clínico.

A IA constitui, portanto, uma ferramenta promissora para otimizar o rastreio, a monitorização e a personalização do cuidado em crianças com perturbações do neurodesenvolvimento.

A integração bem-sucedida dependerá da sua validação robusta, da adequada formação dos profissionais e de um enquadramento ético claro. Para os pediatras do Neurodesenvolvimento é importante conhecer estas ferramentas, criticar ativamente a sua utilidade e saber incorporá-las de forma segura na sua prática clínica, mantendo o foco no cuidado centrado na criança/adolescente e na família.

Daniel Gonçalves

Pediatra do Neurodesenvolvimento, ULS de São João

Fonte: Just News por indicação de Livresco

"Que bom, estou a voltar a ser o que eu era antes de ser diagnosticada com Alzheimer": há uma descoberta que traz "nova esperança"

À medida que a sua memória se esvaía devido à doença de Alzheimer, no final dos seus 50 anos, Tammy Maida começou a perder o controlo da sua vida. As chaves do carro, os óculos e a bolsa desapareciam várias vezes ao dia. Os personagens principais dos romances que estava a ler eram esquecidos. As compras ficavam na garagem. Manter os livros da contabilidade dos negócios da família tornou-se impossível.

"Sinceramente, pensei que estava a enlouquecer - e o medo de enlouquecer era assustador", disse Maida ao correspondente médico-chefe da CNN, Sanjay Gupta, no documentário da CNN de 2024 "The Last Alzheimer’s Patient" (O último paciente com Alzheimer).

Após 20 semanas num ensaio clínico aleatório concebido para mudar drasticamente a sua dieta, exercício físico, níveis de stress e interações sociais, a cognição de Maida melhorou. Conseguiu ler e recordar romances e equilibrar novamente - e corretamente - folhas de cálculo. Uma análise ao sangue revelou mesmo que os níveis de amilóide, uma característica da doença de Alzheimer, estavam a diminuir no seu cérebro, de acordo com um estudo publicado em junho de 2024.

A cognição de Maida mostrou uma melhoria adicional depois de ela ter completado um total de 40 semanas de mudanças intensivas no estilo de vida, diz o investigador principal, Dean Ornish, professor clínico de medicina na Universidade da Califórnia, em São Francisco, e criador da dieta Ornish e do programa de medicina do estilo de vida.

Ornish apresentou recentemente uma atualização do estudo - fê-lo durante a Conferência Internacional da Associação de Alzheimer de 2025, em Toronto.

Embora nem todos os 26 participantes do grupo intervencionado tenham beneficiado, 46% apresentaram melhorias em três dos quatro testes padronizados, incluindo um que mede mudanças na memória, no julgamento e na resolução de problemas, bem como na capacidade de funcionar em casa, praticar hobbies e cuidar da higiene pessoal.

"Por outro lado, 37,5% das pessoas não apresentaram declínio cognitivo durante essas 40 semanas", diz Ornish. "Assim, mais de 83% dos pacientes melhoraram ou mantiveram sua cognição durante o programa de cinco meses."

As novas descobertas refletiram as de outros estudos sobre intervenções no estilo de vida, incluindo o recente estudo POINTER, o maior ensaio clínico nos Estados Unidos para testar intervenções moderadas no estilo de vida ao longo de dois anos em pessoas que estão em risco mas ainda não têm a doença de Alzheimer.

"O nosso estudo complementa essas descobertas ao mostrar, pela primeira vez, que mudanças mais intensas no estilo de vida podem muitas vezes interromper ou até mesmo começar a reverter o declínio cognitivo em muitas pessoas que já têm a doença de Alzheimer - e essas melhorias geralmente continuam por um período mais longo", diz Ornish à CNN.

E, ao contrário dos medicamentos disponíveis para a doença de Alzheimer, acrescenta, as mudanças no estilo de vida não têm efeitos colaterais, como sangramento e inchaço no cérebro, que podem ocorrer com a mais nova classe de medicamentos.

A EmblemHealth, uma seguradora com sede em Nova Iorque, anunciou recentemente que será a primeira seguradora de saúde a cobrir o programa de medicina do estilo de vida Ornish para pacientes com doença de Alzheimer em estágio inicial.

"Alimente-se bem, movimente-se mais, stresse menos e ame mais"

A intervenção no estilo de vida criada por Ornish — a que ele chama "coma bem, movimente-se mais, stresse menos e ame mais" — já foi testada anteriormente. Em 1990, Ornish demonstrou pela primeira vez num ensaio clínico que a doença arterial coronariana muitas vezes podia ser revertida apenas com dieta, exercícios, redução do stresse e apoio social.

Os Centros de Serviços Medicare e Medicaid dos EUA, ou CMS, declararam em 2010 que o programa de Ornish para reverter doenças cardíacas era uma "reabilitação cardíaca intensiva" e que seria elegível para reembolso pelo Medicare.

Investigações adicionais mostraram que o mesmo programa de quatro partes pode reduzir os níveis de açúcar no sangue e o risco de doenças cardíacas em pacientes com diabetes, reduzir o crescimento de células cancerígenas da próstata, melhorar a depressão e até mesmo alongar os telómeros, as capas protetoras dos cromossomas que se desgastam com o envelhecimento.

Durante a intervenção de Ornish, um grupo de pessoas consumiu uma dieta vegan rigorosa, fez exercícios aeróbicos diários, praticou redução do stresse e participou em grupos de apoio online. Os restantes participantes estavam num grupo de controlo e foi solicitado que não fizessem nenhuma alteração nos seus hábitos diários.

Os terapeutas conduziram sessões em grupo de uma hora, três vezes por semana, nas quais os participantes eram incentivados a partilhar os seus sentimentos e a pedir apoio. Meditação, respiração profunda, ioga e outras formas de reduzir o stresse ocupavam mais uma hora por dia. O programa também incentivava os participantes a priorizar um sono de boa qualidade.

Foram fornecidos suplementos a todos os participantes do grupo de intervenção, incluindo um multivitamínico diário, ácidos gordos ómega-3 com curcumina, coenzima Q10, vitamina C e B12, magnésio, um probiótico e cogumelo Lion's Mane.

Além do treino de força online conduzido por um preparador físico, os participantes assistiram a aulas de vídeo de uma hora sobre nutrição vegan ministradas por um nutricionista. Em seguida, para garantir que a dieta vegan fosse seguida, todas as refeições e lanches dos participantes e respetivos parceiros foram entregues nas respetivas casas.

Carboidratos complexos encontrados em grãos integrais, vegetais, frutas, tofu, nozes e sementes compunham a maior parte da dieta. Açúcar, álcool e carboidratos refinados encontrados em alimentos processados e ultraprocessados eram proibidos. Embora as calorias não fossem restritas, as proteínas e a gordura total representavam apenas cerca de 18% da ingestão calórica diária — muito menos do que a ingestão típica de proteínas do americano médio, diz Ornish.

Trabalhar mais duro compensa

As pessoas do grupo de intervenção que se esforçaram mais para mudar o seu estilo de vida tiveram a maior melhoria na sua cognição, explica Ornish, fundador e presidente do Instituto de Investigação em Medicina Preventiva, uma organização sem fins lucrativos, e coautor de "Undo It! How Simple Lifestyle Changes Can Reverse Most Chronic Diseases" (Como mudanças simples no estilo de vida podem reverter a maioria das doenças crónicas).

"Houve uma relação dose-resposta estatisticamente significativa entre o grau de adesão às nossas mudanças no estilo de vida e o grau de melhoria que observámos nas medidas de cognição", diz Ornish.

As 25 pessoas do grupo de controlo original de 20 semanas do estudo — que não receberam a intervenção — apresentaram um declínio cognitivo ainda maior durante o programa. Mais tarde, foram autorizadas a participar da intervenção por 40 semanas e melhoraram significativamente suas pontuações cognitivas durante esse período, revela Ornish.

Tudo isso faz sentido, diz o coautor sénior do estudo Rudy Tanzi, investigador de Alzheimer e professor de neurologia na Harvard Medical School, em Boston.

Exames de sangue adicionais podem oferecer insights

No estudo de 2024, um exame de sangue chamado plasma Aβ42/40 mostrou uma melhoria significativa no grupo de intervenção original. O Aβ42/40 mede o nível de amilóide no sangue, um sintoma-chave da doença de Alzheimer.

No entanto, testes que medem a amilóide de maneiras diferentes não mostraram melhoria, disse à CNN na época Suzanne Schindler, professora associada de neurologia da Faculdade de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis, especializada em biomarcadores sanguíneos.

Não houve alteração significativa num teste para amilóide chamado p-tau 181, considerado uma medida superior do risco de Alzheimer, disse Schindler, que não participou no estudo. Também não houve qualquer alteração na proteína ácida fibrilar glial, ou GFAP, outro biomarcador sanguíneo que parece estar razoavelmente bem correlacionado com a doença de Alzheimer.

"Se um desses marcadores melhora, normalmente vemos todos eles melhorarem. Então o facto de isso não ter acontecido faz-me questionar se esse efeito é real", afirmou Schindler. "Se eles repetissem o estudo com uma população muito maior por um período mais longo, talvez mais mudanças pudessem ser observadas."

No entanto, ao longo do programa completo de 40 semanas, várias pessoas do grupo de intervenção continuaram a melhorar as suas pontuações de Aβ42/40, de acordo com a atualização do estudo.

"As alterações na amilóide — medidas como a relação Aβ42/40 no plasma — ocorrem antes das alterações nos marcadores tau, como o p-tau 218, por isso não é surpreendente após apenas 40 semanas", afirma Ornish.

Para Ornish, que viu membros da sua família morrerem de doença de Alzheimer, os resultados do estudo são importantes por uma razão fundamental: a esperança.

"Muitas vezes, quando as pessoas recebem um diagnóstico de demência ou Alzheimer, os médicos dizem-lhes que não há futuro, ‘só vai piorar, ponha os seus assuntos em ordem’. É uma notícia horrível e quase se torna uma profecia autorrealizável", refere Ornish.

"As nossas novas descobertas empoderam os pacientes com doença de Alzheimer num estágio inicial com o conhecimento de que, se fizerem e mantiverem essas mudanças intensivas no estilo de vida, há uma chance razoavelmente boa de que possam retardar a progressão da doença e, muitas vezes, até mesmo melhorá-la", afirma.

"O nosso estudo precisa de ser replicado com grupos maiores e mais diversificados de pacientes para torná-lo mais generalizável", sublinha Ornish. "Mas as descobertas que relatamos hoje estão a dar a muitas pessoas uma nova esperança e novas opções — e os únicos efeitos colaterais são bons."

Fonte: CNN

Como as crianças aprendem o verdadeiro significado das emoções

Perguntas-chave respondidas

P: Por que as crianças pequenas têm dificuldade em reconhecer as emoções dos adultos?

R: As crianças pequenas dependem muito da perceção facial e ainda não desenvolveram o conhecimento conceitual necessário para interpretar plenamente o significado emocional.

P: O que muda à medida que as crianças crescem?

R: As crianças mais velhas apresentam uma mudança cognitiva, dependendo mais de associações emocionais aprendidas e modelos mentais complexos do que de sinais faciais instintivos.

P: Quais são as implicações mais amplas?

R: Esta investigação pode informar a educação emocional e intervenções direcionadas, identificando quando e como a compreensão emocional evolui na infância.

Resumo: Um novo estudo revela que a capacidade das crianças de compreender as emoções se desenvolve através de uma mudança cognitiva entre os 5 e os 10 anos de idade. Enquanto as crianças mais novas percebem as expressões emocionais instintivamente através de sinais visuais, as crianças mais velhas dependem cada vez mais do conhecimento conceptual para compreender as nuances emocionais.

EEG, tarefas com palavras e experiências comportamentais mostraram que, embora a perceção permaneça estável, a complexidade emocional e a categorização se aprofundam com a idade. Essa progressão de «ver» para «compreender» reflete como a experiência e a aprendizagem moldam o desenvolvimento emocional.

Factos importantes

Perceção estável: mesmo crianças de 5 anos demonstram reconhecimento neural das emoções faciais básicas.

Crescimento conceptual: crianças mais velhas associam emoções a linguagem matizada e categorizam emoções com mais precisão.

Mudança no desenvolvimento: o reconhecimento das emoções passa da perceção visual para a compreensão conceptual à medida que as crianças crescem.

Fonte: Universidade de Pequim

Por que as crianças pequenas muitas vezes não percebem as emoções por trás das expressões dos adultos? Um estudo pioneiro liderado pelo investigador Xie Wanze, da Faculdade de Ciências Psicológicas e Cognitivas da Universidade de Pequim, em colaboração com o professor Seth Pollak, da Universidade de Wisconsin, revela que a resposta está numa mudança cognitiva.

Publicada na Nature Communications, a pesquisa mostra como crianças de 5 a 10 anos passam de simplesmente «ver» expressões faciais para compreender profundamente as emoções, dependendo menos do instinto e mais do conhecimento adquirido.

Contexto: a importância da compreensão das emoções

Interpretar emoções é crucial para os laços sociais, mas as crianças muitas vezes têm dificuldade em decifrar os sentimentos dos adultos. Esse processo envolve perceber as características faciais e aplicar o conhecimento conceitual para compreender o significado emocional.

O estudo investiga como esses mecanismos cognitivos se desenvolvem durante a infância, preenchendo uma lacuna na compreensão da trajetória de desenvolvimento do reconhecimento das emoções.

Por que isso é importante

À medida que as crianças crescem, a sua capacidade de lidar com ambientes sociais complexos depende de uma compreensão refinada das emoções. Esta investigação oferece insights sobre como os processos cognitivos se desenvolvem, com implicações potenciais para a educação, a parentalidade e as intervenções para crianças que enfrentam desafios socioemocionais.

Principais conclusões

O estudo explorou como as crianças processam as emoções através de três experiências interligadas, abrangendo atividade neural, compreensão conceptual e comportamento.

Na primeira experiência sobre perceção, os investigadores utilizaram a marcação de frequência EEG para mostrar que mesmo crianças de cinco anos podiam diferenciar automaticamente quatro expressões faciais principais — felicidade, raiva, medo e tristeza — através de respostas neurais localizadas na região temporo-occipital. Esta capacidade de perceção parecia estável em diferentes faixas etárias.

A segunda experiência examinou o conhecimento conceptual através de uma tarefa de similaridade de palavras, revelando que as crianças mais velhas tinham associações emocionais mais matizadas, como ligar a palavra «chorar» a várias emoções, uma indicação do desenvolvimento da complexidade emocional.

Por último, no estudo comportamental, as crianças participaram em tarefas de classificação e correspondência. Os participantes mais novos tendiam a categorizar as expressões em termos gerais de positivas versus negativas. Ao mesmo tempo, as crianças mais velhas demonstraram uma compreensão mais refinada, distinguindo entre emoções negativas específicas, como raiva e medo.

Insight principal: uma mudança cognitiva

Para integrar essas descobertas, a equipa utilizou a Análise de Similaridade Representacional (RSA) juntamente com Equações de Estimativa Generalizadas (GEE) para traçar a dinâmica cognitiva subjacente à compreensão das emoções.

Os resultados revelaram uma mudança distinta no desenvolvimento: as crianças mais novas dependem mais de pistas percetivas, enquanto as crianças mais velhas dependem cada vez mais do conhecimento conceitual.

Essa progressão de «ver rostos» para «compreender sentimentos» ressalta como o desenvolvimento emocional é moldado pela experiência, aprendizagem e crescente sofisticação cognitiva ao longo da infância.

Implicações futuras

Esta pesquisa destaca a interação dinâmica entre perceção e conhecimento conceitual no desenvolvimento emocional das crianças, oferecendo uma base para a conceção de estratégias educacionais e terapêuticas adequadas à idade para aprimorar as habilidades socioemocionais.

Traduzido com a versão gratuita do tradutor - DeepL.com

Fonte: Neuro Science News por indicação de Livresco

O que é que acontece no cérebro quando há uma palavra “na ponta da língua”?

Todos nós já passámos por isso: estamos a meio de uma conversa, à procura de uma palavra, um nome ou um título e... nada. Sabemos que a sabemos - quase a sentimos - mas ela não aparece. Este fenómeno, conhecido como ter uma palavra “na ponta da língua”, é simultaneamente fascinante e frustrante. Mas o que é que se passa exatamente no cérebro durante estes momentos? Os cientistas exploraram esta questão, descobrindo alguns factos intrigantes.

Quando uma palavra está “na ponta da língua”, várias regiões do cérebro entram em ação, trabalhando para localizar o termo em falta. Imagine um grupo de pessoas a procurar freneticamente um livro específico numa biblioteca. Da mesma forma, o cérebro mobiliza áreas específicas para ajudar nesta procura. Três regiões, em particular, desempenham papéis fundamentais: o córtex cingulado anterior, o córtex pré-frontal e a ínsula.

O córtex cingulado anterior e o córtex pré-frontal fazem parte de uma rede responsável pelo controlo cognitivo e desempenham papéis complementares quando uma palavra é esquiva. O córtex cingulado anterior atua como um supervisor, sinalizando que existe um conflito: “Eu conheço esta palavra, mas não consigo recuperá-la!” Entretanto, o córtex pré-frontal avalia e verifica a informação que surge durante a pesquisa, assegurando que o que é recuperado corresponde ao que se procura. A ínsula, uma região cerebral mais profunda e menos visível, contribui para a recuperação fonológica - ajudando a aceder aos sons que compõem as palavras.

Utilizando ferramentas como a ressonância magnética funcional (fMRI), os investigadores observaram como estas áreas cerebrais trabalham em conjunto durante esses momentos. É como se estas regiões colaborassem como colegas que enfrentam um problema difícil, juntando os seus esforços para encontrar a palavra que falta.

Curiosamente, esta experiência frustrante torna-se mais frequente à medida que envelhecemos. Os estudos mostram que as partes do cérebro envolvidas na recuperação de palavras - em particular o córtex cingulado anterior e a ínsula - tendem a atrofiar com o tempo. Isto significa que perdem alguma eficiência, tal como uma biblioteca outrora imaculada se torna desorganizada, com livros mal colocados e prateleiras mal etiquetadas. Como resultado, a recuperação de um “livro” ou, neste caso, de uma palavra, torna-se mais difícil.

Por exemplo, a investigação demonstrou que, nos adultos mais velhos, a ínsula está menos ativa durante as tentativas de recuperação de palavras. Esta diminuição da atividade prejudica a capacidade de reunir os elementos fonológicos das palavras, tornando mais comuns os momentos de “ponta da língua”. Quanto mais afetada a ínsula fica com a idade, mais difícil é recuperar palavras que, de outra forma, seriam familiares.

Apesar da sua frequência crescente com o envelhecimento, o fenómeno da “ponta da língua” é perfeitamente normal. Este fenómeno realça a complexidade do cérebro, mostrando que mesmo tarefas aparentemente simples - como encontrar uma palavra - dependem da ação coordenada de muitas regiões.

Além disso, existem formas de atenuar os efeitos do envelhecimento na recuperação de palavras. Uma das estratégias consiste em criar aquilo a que os cientistas chamam reserva cognitiva - um fator de proteção reforçado por atividades intelectuais, físicas e sociais. Esta reserva ajuda a otimizar a saúde do cérebro e o envelhecimento cognitivo, facilitando a procura de palavras mesmo à medida que envelhecemos.

Da próxima vez que uma palavra estiver na ponta da língua, lembre-se que o seu cérebro está a trabalhar arduamente para a tentar recuperar. Informação parcial - como certos sons ou palavras relacionadas - pode surgir primeiro, encorajando-o a continuar a procurar. Se a palavra não surgir de imediato, faça uma pausa e tente novamente mais tarde com a mente limpa. Estes momentos são um testemunho da complexidade e da notável eficiência do cérebro.

Frédéric Bernard

Traduzido com a versão gratuita do tradutor - DeepL.com

Fonte: The Conversation por indicação de Livresco

Pensar é difícil

Há dias em que me sinto muito motivada para tentar resolver problemas complicados e ler investigação interessante e valiosa. Na maior parte dos dias, tenho muita vontade de falar sobre estes temas com outras pessoas. Há mesmo alturas em que tenho gosto em escrever sobre estes assuntos. Mas também há muitos dias em que sinto exausta e sobrecarregada. Se alguém me pedir que pense mais um pouco, tenho vontade de chorar. Por vezes sinto que a minha opinião se esgotou. Que não tenho nada a acrescentar. E não faço ideia sobre o que poderá ser o jantar. De acordo com uma meta-análise recente, «The unpleasantness of thinking: A meta-analytic review of the association between mental effort and negative affect» [Pensar é desagradável: uma revisão meta-analítica da ligação entre o esforço mental e os sentimentos negativos], não sou a única a sentir-me assim.

Há já muito tempo que a investigação em psicologia sugere que pessoas e animais não gostam, por norma, de fazer mais do que o necessário. Costumamos referir-nos a este fenómeno como «a lei do menor esforço». Esta «lei» surgiu na sequência da investigação sobre comportamento animal durante as décadas de 1930 e 1940, que concluiu que, geralmente — e quando têm hipótese de escolha — os animais esforçam-se o menos possível.

Há muito tempo que a investigação em psicologia sugere que pessoas e animais não gostam, por norma, de fazer mais do que o necessário. Costumamos referir-nos a este fenómeno como «a lei do menor esforço»

Estudos posteriores sobre o raciocínio humano e a tomada de decisão, como o de Tversky e Khaneman, mostraram que as pessoas preferem seguir regras heurísticas (ou de aproximação) em vez de algoritmos complexos. Segundo este estudo, publicado em 1974, os processos heurísticos são simples, logo, mais acessíveis, e obtêm resultados corretos na maioria das vezes. Já os algoritmos são processos complexos, logo, mais trabalhosos, que obtém sempre resultados corretos. Graças a estudos mais recentes, como o de Richter, Gendollo e Wright, sabemos também que tendemos a reservar o esforço mental para momentos em que as recompensas sejam alcançáveis e suficientemente valiosas. Quando nos são apresentadas opções que requerem diferentes níveis de esforço, há uma variedade de fatores que influenciam a nossa escolha de aceitar ou executar qualquer coisa que requeira maior afinco. A meta-análise de David, Vassena e Bijleveld aponta fatores como o sono, o cansaço e a informação sobre a recompensa como determinantes para essa decisão. Todas estas conclusões reforçam a ideia de que o esforço cognitivo (ou seja, o «pensamento») consome muitos recursos, e gostamos sempre de preservar os recursos de que dispomos.

Pensar é trabalhoso, mas será desagradável?

Os dados são um pouco contraditórios. Por um lado, tendemos a exigir recompensas para pensar com mais afinco, o que sugere que o esforço de pensar pode não ser gratificante por si só. Por outro lado, a investigação sobre a «necessidade de cognição» sugere que existe uma variação na forma como as pessoas procuram e se envolvem em atividades cognitivas. A investigação sobre este tema revelou que as pessoas com uma pontuação mais elevada na «necessidade de cognição» tendem a considerar as tarefas cognitivas mais agradáveis.

Para compreender melhor a relação entre o esforço mental e o sentimento negativo, David, Vassena e Bijleveld realizaram uma meta-análise de 170 estudos sobre o esforço mental. Estes cientistas sopesaram uma série de fatores para perceber quais podem afetar esta relação. Será o grau de educação importante? Talvez as pessoas com formação académica mais longa tenham uma maior necessidade de cognição e não a considerem desagradável. E qual a importância da experiência e da competência? Talvez as pessoas aprendam com o tempo a gostar de tarefas que exigem mais esforço. Qual o papel do feedback? Muitas tarefas foram «gamificadas» de forma a permitir medir o progresso ou obter um certo número de pontos, tornando-as semelhantes a um jogo com diferentes níveis. Talvez isto torne mais agradáveis as tarefas exigentes. David, Vassena e Bijleveld analisaram um total de 15 fatores distintos.

Tendemos a reservar o esforço mental para momentos em que as recompensas sejam alcançáveis e suficientemente valiosas. Quando nos são apresentadas opções que requerem diferentes níveis de esforço, há uma variedade de fatores que influenciam a nossa escolha de aceitar ou executar qualquer coisa que requeira maior afinco

De forma algo surpreendente, destes 15 fatores, apenas um mostrou ter um efeito significativo: o facto de o estudo ter sido realizado na Ásia ou na América do Norte/Europa. A localização geográfica foi o único fator determinante. Nem o nível de educação, nem a experiência, nem mesmo a gamificação se mostraram relevantes. Todos os estudos encontraram uma forte relação entre o esforço mental e o sentimento negativo: em média, por cada ponto de aumento no esforço, houve um aumento de 0,85 no sentimento negativo. Não gostamos mesmo nada de pensar. No entanto, esse esforço foi visto como mais desagradável por pessoas oriundas de países norte-americanos ou europeus do que de países asiáticos. A interpretação deste resultado realça algumas das complexidades da psicologia cultural. É possível que a exposição ao esforço mental e o valor atribuído a esse esforço sejam diferentes nos países asiáticos quando comparados com os países da América do Norte e da Europa. Por exemplo, os autores destacam as horas que os estudantes do ensino secundário na China passam a fazer trabalhos de casa e a predominância de centros de estudo intensivo e explicações no Japão. É também possível que a tradução de termos como «esforço» e «aborrecido» tenham conotações diferentes nessas línguas, o que influenciou as respostas ao inquérito (todos os estudos incluídos na meta-análise utilizaram o mesmo inquérito para medir o esforço mental, incluindo as versões traduzidas). Ainda assim, e embora a medida do efeito negativo seja um pouco inferior nos países asiáticos, as pessoas continuaram a considerar o esforço mental dissuasivo.

Defendo que reconhecer que qualquer reflexão exige recursos — e que esta necessidade é sobremaneira evidente quando se trata de pensamento crítico ou de aprendizagem — pode ajudar-nos a reformular os debates sobre educação. Já escrevi anteriormente sobre o impacto da oferta de pequenos-almoços e almoços nas escolas. O cérebro precisa de energia para pensar: se perto de 20% das nossas calorias são por norma consumidas pelo cérebro, tarefas cognitivas mais exigentes queimam ainda mais calorias. Quando vemos alunos distraídos ou a cair de sono nas aulas, podemos pensar que lhes falta empenho ou motivação. Ainda que estes fatores influenciem certamente a forma como os estudantes se comportam nas aulas, também vale a pena perceber se os alunos têm comido e dormido o suficiente para conseguirem enfrentar um dia muito exigente em termos cognitivos.

O cérebro precisa de energia para pensar: se perto de 20% das nossas calorias são por norma consumidas pelo cérebro, tarefas cognitivas mais exigentes queimam ainda mais calorias

Acredito também que reconhecer que pensar é difícil e exige recursos pode ajudar a dissipar parte da vergonha e do estigma sentido pelos estudantes com bons resultados quando enfrentam dificuldades académicas. Uma das perguntas mais comuns que os alunos de Medicina me fazem é: Quanto tempo devo conseguir estudar antes de precisar de fazer um intervalo? Quatro horas? Cinco? Claro que a resposta é que há muitos fatores a ter em conta. A nossa saúde física e mental afeta a nossa capacidade de pensar. Se um aluno tem dormido e comido bem, e feito exercício físico, é provável que consiga estudar durante mais tempo e de forma mais produtiva. Se estiver cansado ou maldisposto, ficará cansado mais facilmente e precisará de mais pausas. A motivação e o talento de um estudante não são suficientes para o fazer singrar, caso não desfrute também do descanso e do aporte energético de que precisa. Pensar é difícil e é normal precisar de pausas para dar alento ao corpo e ao espírito.

Este texto é uma tradução e adaptação do artigo «Thinking is Hard», disponível aqui. Resulta de uma parceria editorial com as Learning Scientists.

Althea Need Kaminske

Fonte: Iniciativa Educação

Células conceptuais e pronomes: Os neurocientistas revelam um aspeto fundamental da compreensão da linguagem

Um estudo recente do Instituto Holandês de Neurociências, publicado na revista Science, fornece novos conhecimentos sobre a forma como as células cerebrais individuais no hipocampo reagem aos pronomes durante a leitura. Os investigadores descobriram que certos neurónios nesta parte do cérebro, que inicialmente respondiam a substantivos específicos, eram mais tarde reativados quando os participantes liam pronomes que se referiam a esses substantivos. As novas descobertas oferecem um vislumbre da forma como o cérebro liga conceitos enquanto processa frases.

O estudo centrou-se num dos aspetos mais complexos da compreensão da linguagem: a resolução de pronomes, ou seja, a forma como o cérebro identifica o substantivo correto a que um pronome se refere. Por exemplo, quando lemos: “A Alice e o Bob foram fazer uma caminhada. Ela carregou a mochila”, reconhecemos imediatamente que ‘ela’ se refere a Alice, mesmo que o seu nome não seja repetido. Esta capacidade de ligar sem problemas os pronomes aos substantivos correspondentes é fundamental para seguir uma narrativa e compreender o contexto.

Os investigadores procuraram compreender como é que os neurónios individuais que têm preferência por um conceito específico, conhecidos como “células conceptuais”, contribuem para este processo de ligar as palavras aos seus significados. Investigações anteriores tinham demonstrado que estas células respondem seletivamente a conceitos específicos - como o nome ou a imagem de uma pessoa - mas não era claro se também desempenhavam um papel no seguimento dos pronomes e dos seus antecedentes (os substantivos a que se referem).

“No fim de contas, interessa-me o panorama geral: Como é que uma coisa tão pequena (uma única célula que apenas dispara ou não) contribui para algo tão complexo como a nossa memória?”, disse a autora do estudo, Doris Dijksterhuis, que agora trabalha como investigadora de pós-doutoramento no Hospital Universitário de Bona. “Como é que a informação é representada a nível de uma única célula? Com este estudo, podemos analisar a forma como um único conceito, representado por um único neurónio (uma célula concetual), é representado durante a leitura e o que isso nos pode dizer sobre a forma como construímos uma história (memória) na nossa cabeça”.

Os investigadores trabalharam com 22 pacientes que estavam a receber tratamento para a epilepsia. Como parte do tratamento, foram implantados elétrodos no hipocampo destes doentes para monitorizar a atividade convulsiva. Esta configuração permitiu aos investigadores registar a atividade elétrica de neurónios individuais enquanto os doentes realizavam uma tarefa de leitura. Os doentes, que estavam a ser tratados em hospitais nos Países Baixos e no Reino Unido, consentiram em participar nesta investigação paralelamente ao seu tratamento médico.

A experiência tinha duas partes principais: uma sessão de visionamento e uma tarefa de leitura. Na sessão de visionamento, foram mostradas aos participantes imagens de pessoas conhecidas, incluindo celebridades, amigos e familiares. Os investigadores monitorizaram a atividade cerebral dos doentes para identificar células conceptuais - neurónios que respondiam especificamente a determinadas pessoas. Por exemplo, se uma célula disparava consistentemente quando o participante via uma imagem da personagem “Shrek”, mas não para outras imagens, esse neurónio era identificado como uma “célula conceptual Shrek”.

Na segunda parte, a tarefa de leitura, eram apresentadas frases aos participantes num ecrã de computador. A primeira frase apresentava dois indivíduos (por exemplo, “O Shrek e a Fiona foram a um restaurante”). A segunda frase continha um pronome que se referia a uma das personagens (por exemplo, “Ele pediu uma bebida”). Depois de lerem as duas frases, os participantes respondiam a uma pergunta para garantir que compreendiam a quem se referia o pronome. Durante esta tarefa, os investigadores registaram a atividade dos neurónios no hipocampo, verificando se as células conceptuais respondiam não só aos nomes próprios mas também aos pronomes que se referiam a esses nomes.

Dijksterhuis e os seus colegas descobriram que as células conceptuais no hipocampo respondiam não só quando um participante lia o seu substantivo preferido (como “Shrek”), mas também quando o pronome correspondente aparecia mais tarde na frase. Por exemplo, quando os participantes leram “Shrek foi a um restaurante”, a célula Shrek ficou ativa. Mais tarde, quando leram a frase “Ele pediu uma bebida”, o mesmo neurónio disparou novamente em resposta ao pronome “ele”, desde que se referisse ao Shrek.

Esta descoberta mostra que o cérebro pode ligar dinamicamente os pronomes aos indivíduos corretos, mesmo quando o nome próprio não é explicitamente repetido. Os investigadores também descobriram que a atividade destes neurónios podia prever se o participante responderia corretamente a uma pergunta sobre a pessoa a que o pronome se referia. Se a célula conceptual estivesse fortemente ativa quando o pronome aparecia, o participante tinha mais probabilidades de identificar corretamente o antecedente do pronome. Nos ensaios em que a atividade da célula conceptual era mais fraca, os participantes tinham mais probabilidades de cometer erros.

“As células conceptuais têm uma representação super abstrata do seu conceito preferido”, disse Dijksterhuis ao PsyPost. “Mesmo uma palavra que por si só é ambígua, mas que ganha significado numa frase específica, pode reativar uma célula conceptual (quando se refere ao seu conceito preferido). Isto também significa que as células do hipocampo contribuem para a nossa compreensão dos pronomes. Além disso, agora sabemos que podemos estudar os processos de memória que estão envolvidos na leitura ao nível de uma única célula”.

Curiosamente, os investigadores também exploraram frases ambíguas em que eram apresentadas duas pessoas do mesmo sexo. Nestes casos, os participantes tinham de decidir por si próprios a que pessoa se referia o pronome.

“Aconteceu algo interessante quando mostrámos 'frases ambíguas'”, explicou Dijksterhuis. “Estas eram, por exemplo, as seguintes: 'Donald Trump e Shrek entraram num bar. Ele sentou-se à mesa. Nessa frase, “ele” podia referir-se a qualquer um dos dois, por isso pedimos ao participante que escolhesse a quem “ele” se referia, escolhendo a pessoa que via - na sua cabeça - sentada à mesa.

Quando analisámos a atividade, por exemplo, da célula Shrek, vimos que a resposta neural ao substantivo “Shrek” era mais elevada nos ensaios em que o doente escolhia depois Shrek como a pessoa a que “ele” se referia, em comparação com os ensaios em que o doente escolhia a outra pessoa. Isto significa que quando a apresentação do Shrek era mais forte, o paciente tinha mais probabilidades de escolher o Shrek”.

No entanto, como em qualquer investigação, existem algumas limitações. O estudo centrou-se em frases bastante simples em que o pronome se referia a uma pessoa apenas com base no género. No entanto, a linguagem do mundo real envolve frequentemente estruturas de frases mais complexas e pistas contextuais que vão para além do género.

“Estamos sempre limitados ao que podemos fazer com o doente: a tarefa não pode ser demasiado difícil ou demasiado longa”, disse Dijksterhuis. “Mas penso que fizemos um ótimo trabalho com uma experiência tão curta e simples”.

A investigação futura poderia basear-se neste estudo, examinando a forma como o cérebro lida com formas mais complexas de resolução de pronomes, como em frases em que o referente do pronome não é óbvio apenas com base no género. Por exemplo, na frase “O professor disse ao aluno que ele precisava de estudar mais”, o pronome “ele” pode referir-se ao professor ou ao aluno, dependendo do contexto. Investigar a forma como o cérebro resolve este tipo de ambiguidades pode aprofundar o nosso conhecimento sobre o funcionamento da compreensão da linguagem a nível neuronal.

Outra área de investigação futura é explorar a forma como os diferentes elementos de uma história, tais como personagens, cenários e ações, são representados e integrados no hipocampo.

“Neste momento, continuo a fazer experiências semelhantes no meu atual posto de investigação no Hospital Universitário de Bona, com o Professor Florian Mormann”, disse Dijksterhuis. “Espero descobrir mais sobre a forma como atribuímos significado às palavras e como criamos imagens/histórias na nossa cabeça e como as partes individuais estão ligadas entre si (o Shrek entra num bar e senta-se -> vejo o Shrek numa mesa de um bar -> como é que estes três elementos (Shrek, mesa, bar) se juntam para formar esta imagem complexa?) Espera-se que isto nos diga algo sobre os processos de memória subjacentes e o papel dos neurónios individuais neste processo”.

“Gostaria de sublinhar como é espantoso o facto de podermos trabalhar com estes doentes”, acrescentou Dijksterhuis. “Muitas vezes, ficam felizes por participar e dão-nos uma oportunidade única de registar os neurónios enquanto realizam uma tarefa. Estou muito grato por todos os doentes com que trabalhámos”.

O estudo, “Pronouns Reactivate Conceptual Representations in Human Hippocampal Neurons”, é da autoria de D. E. Dijksterhuis, M. W. Self, J. K. Possel, J. C. Peters, E. C. W. van Straaten, S. Idema, J. C. Baaijen, S. M. A. van der Salm, E. J. Aarnoutse, N. C. E. van Klink, P. van Eijsden, S. Hanslmayr, R. Chelvarajah, F. Roux, L. D. Kolibius, V. Sawlani, D. T. Rollings, S. Dehaene e P. R. Roelfsema.

Eric W. Dolan

Traduzido com a versão gratuita do tradutor - DeepL.com

Fonte: PsyPost por indicação de Livresco

Cientistas do cérebro descobrem finalmente a cola que faz com que as memórias se mantenham para toda a vida

A persistência da memória é crucial para o nosso sentido de identidade e, sem ela, não haveria aprendizagem, nem para nós nem para qualquer outro animal. Não é de admirar, portanto, que alguns investigadores tenham considerado a forma como o cérebro armazena as memórias a questão mais fundamental da neurociência.

Um marco no esforço para responder a esta questão surgiu no início dos anos 70, com a descoberta de um fenómeno chamado potenciação a longo prazo, ou LTP. Os cientistas descobriram que a estimulação eléctrica de uma sinapse que liga dois neurónios provoca um aumento duradouro da capacidade de transmissão de sinais dessa ligação. Os cientistas dizem simplesmente que a “força sináptica” aumentou. Acredita-se que este é o processo subjacente à memória. Pensa-se que as memórias são constituídas por redes de ligações neuronais de força variável.

Na procura de moléculas que permitam a LTP, surgiram dois concorrentes principais. Uma delas, denominada PKMzeta (proteína quinase Mzeta), causou grande impacto quando um estudo de 2006 mostrou que o seu bloqueio apagava as memórias de lugares em ratos. Se a obstrução de uma molécula apaga as memórias, os investigadores raciocinaram, esse evento deve ser essencial para o processo que o cérebro utiliza para manter as memórias. Seguiu-se uma vaga de investigação sobre a chamada molécula da memória, e numerosas experiências pareciam mostrar que ela era necessária e suficiente para manter numerosos tipos de memória.

A teoria tinha, no entanto, algumas lacunas. Em primeiro lugar, a PKMzeta tem uma vida curta. “Estas proteínas só duram nas sinapses um par de horas e nos neurónios, provavelmente um par de dias”, diz Todd Sacktor, neurologista da SUNY Downstate Health Sciences University, coautor do estudo de 2006. “No entanto, as nossas memórias podem durar 90 anos, por isso como é que se explica esta diferença?” Em segundo lugar, a PKMzeta é criada nas células conforme necessário, mas depois tem de encontrar as sinapses certas. Cada neurónio tem cerca de 10 000 sinapses, das quais apenas uma pequena percentagem é reforçada, afirma o neurocientista Andre Fenton, o outro coautor principal do estudo de 2006, atualmente na Universidade de Nova Iorque. O reforço de algumas sinapses e não de outras é a forma como este mecanismo armazena a informação, mas não se sabia como é que as moléculas PKMzeta conseguiam fazer isso.

Um novo estudo publicado na revista Science Advances por Sacktor, Fenton e os seus colegas colmata estas lacunas. A investigação sugere que a PKMzeta trabalha em conjunto com outra molécula, denominada KIBRA (proteína adaptadora expressa nos rins e no cérebro), que se liga às sinapses activadas durante a aprendizagem, “marcando-as” efetivamente. A KIBRA associa-se à PKMzeta, que mantém as sinapses marcadas reforçadas.

As experiências demonstram que o bloqueio da interação entre estas duas moléculas suprime a LTP nos neurónios e perturba as memórias espaciais nos ratos. Ambas as moléculas têm uma vida curta, mas a sua interação persiste. “Não é a PKMzeta que é necessária para manter uma memória, mas sim a interação contínua entre a PKMzeta e esta molécula de orientação, chamada KIBRA”, diz Sacktor. “Se se bloquear a KIBRA da PKMzeta, apaga-se uma memória com um mês”. As moléculas específicas terão sido substituídas muitas vezes durante esse mês, acrescenta. Mas, uma vez estabelecida, a interação mantém as memórias a longo prazo, uma vez que as moléculas individuais são continuamente repostas.

Os resultados reforçam uma teoria que tem sido objeto de alguma resistência. Em 2013, dois estudos mostraram que os ratinhos geneticamente modificados para não terem PKMzeta conseguiam formar memórias de longo prazo. Além disso, a molécula que os investigadores utilizaram para bloquear a PKMzeta nos estudos anteriores - conhecida como ZIP (peptídeo inibidor da zeta) - também aboliu as memórias desses ratinhos, mostrando que deve estar a interagir com outra molécula. Três anos mais tarde, Sacktor e Fenton propuseram uma explicação. Os investigadores publicaram um estudo que sugere que uma outra proteína relacionada, a PKCiota/lambda, entrou em ação para assumir a função da PKMzeta em animais concebidos para não terem PKMzeta desde o nascimento. A PKCiota/lambda existe nas sinapses dos animais normais em quantidades pequenas e fugazes, mas os investigadores descobriram que era muito elevada nos ratinhos sem PKMzeta. Mostraram também que o ZIP bloqueia a PKCiota/lambda, o que explica o facto de ter apagado as memórias nos ratinhos modificados.

Este facto tornou-se uma crítica séria aos estudos sobre a PKMzeta: Os efeitos do ZIP não eram tão específicos como se pensava inicialmente. Não só bloqueia outras moléculas para além da PKMzeta, como um estudo descobriu que até suprime a atividade cerebral.

O novo estudo aborda esta questão. Os investigadores utilizaram duas moléculas diferentes para impedir a interação entre a PKMzeta e a KIBRA. Começaram por mostrar que ambos os bloqueadores apenas impedem a PKMzeta de se ligar à KIBRA. Nenhum deles impede a PKCiota/lambda de o fazer. As experiências mostraram que ambos os bloqueadores invertiam a LTP e perturbavam as memórias em ratinhos normais, mas não tinham qualquer efeito sobre o armazenamento de memórias em ratinhos com engenharia para não terem PKMzeta. “A evidência é mais fiável quando se tem resultados convergentes que mostram a mesma coisa com métodos diferentes”, diz Janine Kwapis, neurocientista da Universidade Estatal da Pensilvânia, que não esteve envolvida no estudo. “É realmente convincente”.

Os resultados mostram que o bloqueio da PKMzeta - mas não da PKCiota/lambda - em animais normais, sem engenharia, apaga as memórias, pelo que, em circunstâncias normais, a iota/lambda não pode ser crucial para o armazenamento da memória a longo prazo, porque a sua presença no cérebro não impede que as memórias sejam apagadas. “Conseguimos”, diz Sacktor. “Não há como fugir à conclusão de que a PKMzeta é fundamental”. Fenton e Sacktor pensam que a PKCiota/lambda é uma relíquia evolutiva que esteve envolvida na memória há milhares de anos. Quando a PKMzeta evoluiu, substituiu a iota/lambda, e faz um trabalho melhor. Mas quando os cientistas eliminam o gene PKMzeta em animais de laboratório, os animais compensam-no recorrendo ao iota/lambda.

O estudo também dá sentido a uma descoberta anteriormente intrigante. Em 2011, Sacktor e colegas mostraram que o aumento da PKMzeta em ratos melhorava as memórias antigas. “Era possível melhorar uma memória que tinha quase desaparecido, mas não totalmente”, diz Sacktor. “Isso nunca tinha sido visto antes”. Este facto foi inesperado porque o reforço indiscriminado das sinapses deveria enfraquecer as memórias e não fortalecê-las. “Foi uma descoberta estranha”, diz Ryan Parsons, um neurocientista da Universidade de Stony Brook, que não esteve envolvido no trabalho. Mas deu a Sacktor e Fenton uma pista útil. “É uma pista de que algo deve estar a especificar o local onde a PKMzeta actua”, diz Fenton, ‘que depois procurámos’.

Duas linhas de evidência deram-lhes razões para suspeitar do KIBRA. Nos seres humanos, diferentes variantes do gene KIBRA foram associadas a uma melhor ou pior memória, enquanto estudos em animais mostraram que a interferência no KIBRA perturba a memória. Utilizando técnicas de visualização de associações estreitas entre o KIBRA e o PKMzeta, os investigadores verificaram que estes pares aumentavam nas sinapses que estimulavam. É provavelmente por esta razão que o aumento da PKMzeta pode melhorar a memória. O KIBRA garante que apenas reforça determinadas sinapses. “Partia-se do princípio de que devia haver uma molécula que se ligasse [a PKMzeta às sinapses]”, diz Parsons. “Mas nunca foi possível identificar uma até agora.” É tentador ver isto como o culminar de duas décadas de esforço, mas os cientistas insistem que é apenas o início. O próximo passo na sua agenda é descobrir o que mantém a interação. Estão também a investigar a forma como as sinapses reforçadas estão distribuídas nos neurónios. “Estão todas juntas, perto do corpo celular, [ou] distribuídas ao acaso?” pergunta Fenton. Saber a resposta pode contribuir para o tratamento de doenças que prejudicam a memória, como a doença de Alzheimer, diz ele.

Como neurologista, Sacktor diz que já vê implicações do trabalho para terapias. “Estou a ver cada vez mais as possibilidades de colocar proteínas diretamente nos neurónios através da terapia genética”, diz, acrescentando que a ideia de poder rejuvenescer as memórias já não é rebuscada. Os fármacos que poderiam apagar as memórias para tratar a perturbação de stress pós-traumático (PTSD), por exemplo, são mais difíceis de imaginar. “Se quisermos utilizar este tipo de mecanismo para tratar memórias indesejadas - o que, de qualquer modo, cria problemas éticos - teremos de encontrar uma forma de o tornar específico para determinadas memórias”, diz Parsons. “E eu não sei como é que isso seria.”

Outras questões persistem. Para começar, há teorias concorrentes a considerar. O outro candidato ao título de “molécula da memória” é uma enzima chamada CaMKII. Sacktor e Fenton pensam que a CaMKII está envolvida nos processos que iniciam a aprendizagem e não no mecanismo de armazenamento a longo prazo das memórias em si, mas nem todos concordam. “Se eu tivesse de escolher outra molécula, a CaMKII seria provavelmente a melhor candidata”, diz Kwapis.

O que parece claro é que não existe uma única “molécula da memória”. Independentemente de qualquer candidato concorrente, a PKMzeta precisa de uma segunda molécula para manter as memórias de longo prazo, e há outra que a pode substituir em caso de necessidade. Há também alguns tipos de memória, como a associação de um local com o medo, que não dependem da PKMzeta. Ninguém sabe que moléculas estão envolvidas nesses casos, e a PKMzeta não é claramente a história toda. “A possibilidade intrigante é que existe uma lógica molecular de como se cria uma memória de longa duração que pode ser executada de várias formas com diferentes componentes”, diz Fenton. “Se é a PKMzeta ou a CaMKII ou outra qualquer, não interessa muito, mas a identificação dessa lógica permite-nos procurar os tipos certos de elementos e interações”.

Traduzido com a versão gratuita do tradutor - DeepL.com

Fonte: scientific american por iindicação de Livresco

Neurocientistas identificam mecanismo responsável pela concentração no cérebro

Uma equipa de neurocientistas da Universidade da Pensilvânia publicou um estudo onde revela ter encontrado os mecanismos neuronais responsáveis por manter o cérebro concentrado, apesar dos estímulos visuais distrativos. A equipa analisou a atividade cerebral de animais durante os conflitos de atenção, onde se tenta obter a concentração visual sobre uma tarefa com recompensa ou sobre uma distração sonante.

A equipa descobriu que há padrões de atividade coordenada no LPFC (de lateral prefrontal cortex), a secção do cérebro responsável pela motivação e pelas recompensas, que parece ter um papel importante na manutenção da atenção na tarefa e na supressão dos estímulos de distração.

Bijan Pesaran, que liderou o estudo, explica que “a investigação sugere que embora todos os cérebros tenham a capacidade de se focar numa tarefa recompensadora e filtrar as distrações, alguns são melhores do que outros. Ao perceber como o nosso cérebro processa os estímulos de recompensas, esperamos conseguir também perceber as falhas nesse aspeto, numa variedade de doenças cognitivas ou psiquiátricas, incluindo défices de atenção, esquizofrenia ou distúrbios obsessivo-compulsivos”, cita o EurekaAlert.

Os humanos e alguns mamíferos são capazes de se manter focados e eliminar distrações, para obter uma recompensa ou atingir determinados objetivos. Há ainda cenários onde os ‘circuitos cerebrais’ estão preparados para redirecionar a atenção para estímulos visuais, sons ou outros sensoriais. A forma como o cérebro funciona para eliminar essas distrações é que é algo que ainda não está claro.

O trabalho destes investigadores traz alguns esclarecimentos, identificando dentro do LPFC os neurónios (de movimento visual) que dirigem a atenção para a tarefa ou para o estímulo.

“Sugere-se que focar numa tarefa de recompensa exige uma grande quantidade de energia e que isso pode ser melhorado, especialmente em indivíduos com déficits de atenção”, esclarece a equipa.

Fonte: Exame Informática

Como melhorar a resolução de problemas matemáticos avançados?

Durante a resolução de problemas matemáticos, vários processos contribuem para o êxito dos alunos. A investigação tem mostrado que a fluência matemática e o funcionamento cognitivo executivo são essenciais.

A fluência matemática implica quer a recuperação rápida e precisa de factos matemáticos da memória de longo prazo, quer a atualização eficiente de informações, a supressão de respostas incorretas e mudanças entre operações.

O funcionamento executivo designa as funções reguladoras que controlam os processos de pensamento no cérebro. Entre estas funções executivas, destacam-se três:

• a atualização designa a capacidade de armazenar, editar e processar informações armazenadas na memória de trabalho à medida que novas informações chegam; a atualização visuoespacial implica observações no espaço, ao passo que a verbal envolve informações apresentadas em linguagem falada ou escrita;
• a inibição é a capacidade de suprimir informações irrelevantes e/ou respostas inadequadas;
• o deslocamento traduz a capacidade de pensamento flexível e de alternar entre tarefas ou estratégias.

Porém, a maioria dos projetos de investigação tem estudado a resolução de problemas simples em crianças muito novas. Logo, são necessários mais estudos sobre o papel destes dois fatores — fluência matemática e funcionamento executivo — na capacidade de resolução de problemas mais avançados em crianças mais velhas.

Para explorar essa questão, quatro investigadores de universidades holandesas adotaram um desenho longitudinal para monitorizar a resolução de problemas matemáticos durante um ano letivo. Participaram 458 alunos do 4.º ano de escolaridade de escolas holandesas, com uma distribuição uniforme de discentes com desempenho baixo, médio e elevado em Matemática, com base em pontuações de testes nacionais padronizados desta disciplina. O raciocínio não-verbal foi controlado no início.

Para medir o desempenho dos alunos, os investigadores consideraram os resultados obtidos no teste nacional padronizado de Matemática, facultados pelas escolas: usaram-se as pontuações do teste no início do 4.º ano como medida de base e as do teste no final do ano como medida de resultado. Avaliou-se o desempenho da fluência matemática com um teste padronizado de lápis e papel, aplicado em sala de aula, no início do ano. Já o funcionamento executivo (atualizações visuoespacial e verbal, inibição e deslocamento em combinação com inibição) foi avaliado individualmente, também nesse momento inicial, por um psicólogo educacional, aplicando diferentes testes.

Os resultados mostram que todas as medidas se correlacionam de forma muito significativa. A fluência matemática e as atualizações visuoespacial e verbal previram o desempenho na resolução de problemas matemáticos no final do 4.º ano, o que não aconteceu com a inibição e o deslocamento combinado com a inibição.

Quanto às mudanças (ou ao crescimento) na resolução de problemas durante o 4.º ano, só a fluência matemática teve um efeito robusto e direto no desempenho dos alunos no final desse ano, e após o devido controlo, feito logo no início do estudo, da capacidade de resolução de problemas.

Contudo, a inibição e o deslocamento (em combinação com a inibição) já se relacionam indiretamente com a resolução de problemas matemáticos dos alunos no final do 4.º ano por meio da fluência matemática e, portanto, assumem um papel no crescimento discente a tal nível.

Dada a importância da resolução de problemas no ensino-aprendizagem da Matemática, estas novas descobertas sobre as contribuições de diferentes componentes envolvidos num processo tão complexo como este são relevantes para se saber como apoiar os alunos na aprendizagem desta disciplina.

Referência bibliográfica

Kaskens, J., Goei, S. L., Van Luit, J. E. H., Verhoeven, L., & Segers, E. (2022). The Roles of Arithmetic Fluency and Executive Functioning in Mathematical Problem-Solving. Elementary School Journal, 123(2), 271–291. https://doi.org/10.1086/721771

Fonte: Iniciativa Educação

Como aprende o cérebro? 5 perguntas e respostas

Os mitos que rodeiam o cérebro não têm parado de crescer, acompanhando as descobertas sobre a estrutura mais complexa do corpo humano. Em 5 respostas, a psicóloga e especialista em Ciências da Saúde Joana Rato explica como aprende o cérebro e que estratégias facilitam esse processo.

Como é que aprende o cérebro?

Aprender é um processo de mudança a partir do qual se junta mais informação e competências ao conhecimento prévio que fomos construído. O nosso cérebro desde inicio tem uma grande capacidade de mudança em resposta às experiências e a quantidade de esforço que essa mudança exige é menor no período infanto-juvenil. Hoje sabemos que há janelas de oportunidade para adquirir determinadas competências mediadas pelo processo de maturação cerebral que ao longo do tempo vai perdendo a flexibilidade. Ainda assim, a boa notícia é que conseguimos aprender ao longo da vida.

A ideia de que é mais importante a motivação para aprender do que a repetição está errada?

Ambas são precisas, mas a motivação, por si só, não chega. Na verdade, é a prática que nos ajuda a aprender, se orientarmos a nossa vontade para essa prática tendemos, naturalmente, a investir mais tempo nas tarefas e, consequentemente, podemos aprender mais num menor espaço de tempo. Mas o resultado de aprendizagem vem, sobretudo, da prática.

Pesquisas recentes indicam-nos que já estamos a chegar aos 100 mitos sobre o cérebro. No ensino e aprendizagem pelo menos nove são alvo de debate.

Que outros mitos ainda rodeiam a forma como o cérebro aprende?

Pesquisas recentes indicam-nos que já estamos a chegar aos 100 mitos. O número de distorções sobre a estrutura e funcionamento do cérebro tem aumentando muito nos últimos anos, à semelhança do entusiasmo sobre as descobertas do cérebro.

Sobre o ensino e aprendizagem debatem-se pelo menos nove mitos. Desde as inteligências múltiplas, passando por várias recomendações com escassos dados que as comprovem, como, por exemplo, os alunos devem ser sempre recompensados para aumentar a dopamina ou que devem ser expostos a novas informações entre três e sete vezes para aprendê-las efetivamente. Tudo isto são extrapolações que desviam do que realmente interessa saber sobre como aprendemos.

Porque é que os avanços das ciências cognitivas ainda não estão refletidos de forma consistente no sistema de ensino?

Primeiro penso que os dados científicos não chegam de forma clara às escolas, há ainda pouca oferta formativa de qualidade para professores sobre estes tópicos e nem todos estão também despertos para a importância da literatura de outros domínios científicos para além das ciências da educação. É igualmente preciso um investimento por parte dos investigadores para este trabalho de divulgação transdisciplinar.

Que mecanismos comprovadamente nos ajudam a aprender melhor?

Aprender tem necessariamente de fazer recurso a capacidades cognitivas. Não se aprende se não recrutarmos a atenção, não se aprende se não memorizarmos a informação e não se aprende se não monitorizarmos os vários passos na execução de uma tarefa para identificar se chegámos ao conhecimento pretendido ou o que falhou. Também dificilmente se aprende se não treinarmos e se não tivermos a necessidade de obter um resultado. Todas as estratégias que ao considerarem o nível de desenvolvimento nos ajudam a manter a atenção, controlar distratores e procrastinação, bem como usar a memória de trabalho serão facilitadores de aprendizagem.

Fonte: Fundação Francisco Manuel dos Santos

Descoberta uma nova estrutura no cérebro

Cientistas de instituições dos Estados Unidos e da Dinamarca descobriram uma nova estrutura cerebral. Trata-se de uma fina membrana localizada pouco abaixo dos ossos do crânio que parece contribuir para a defesa do cérebro. (...)

A Slym (a verde na imagem em cima) divide o espaço abaixo da camada aracnóide e, segundo os cientistas, ajuda a controlar o fluxo de líquido cefalorraquidiano, contribuindo para o transporte e a remoção de resíduos do cérebro. (...)

De acordo com o estudo, a integridade da Slym impede a entrada de células de defesa externas – o sistema nervoso central mantém sua própria população de células de defesa [imunitárias]. Além disso, a estrutura parece concentrar células que examinam o líquido cefalorraquidiano em busca de sinais de infecção.

"A caracterização funcional da Slym fornece informações fundamentais sobre as barreiras imunológicas e o transporte de fluidos no cérebro", avaliam os autores.

Fonte: Notícia completa em Público