Pesquisadores constroem redes artificiais que evoluem no tempo para procurar as estruturas dinâmicas do cérebro que sustentam a consciência

Pesquisadores constroem redes artificiais que evoluem no tempo para procurar as estruturas dinâmicas do cérebro que sustentam a consciência

9 de julho de 2022 0 Por ucrhyan
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Nossa experiência subjetiva nos aparece em um fluxo contínuo de informações integradas, e os pesquisadores agora exploram a questão: quais características a atividade cerebral deve ter para apoiar esse tipo de experiência consciente? O grupo procurou estruturas integradas que abrangem a maior parte do cérebro, mas mudam de configuração de tempos em tempos. A hipótese deles era que essas estruturas deveriam desaparecer durante estados de inconsciência profunda, como sono profundo ou sob anestesia geral.

A consciência continua sendo um dos maiores mistérios do cérebro. Sabemos muito pouco sobre como ela emerge da atividade dentro do cérebro, mas a maioria dos neurocientistas concorda que a consciência é de natureza dinâmica.

Nossa experiência subjetiva não nos parece uma sequência de instantâneos desconexos. Em vez disso, sentimos o mundo como um fluxo contínuo de informações. Essa informação é integrada, pois não percebemos um fluxo diferente por modalidade sensorial – um para visão, outro para audição e assim por diante – mas como um único onde todas as percepções se fundem.

Em Chaos, da AIP Publishing, os pesquisadores exploram a questão: quais características a atividade cerebral deve ter para suportar esse tipo de experiência consciente?

“Concluímos que a atividade cerebral deve ser integrada, com várias regiões ‘conversando entre si’ com frequência”, disse Enzo Tagliazucchi, coautor da Universidade Adolfo Ibañez e do Instituto Latino-Americano de Saúde do Cérebro em Santiago, Chile. “Ao mesmo tempo, as regiões envolvidas devem mudar continuamente, dando conta da multiplicidade de conteúdos que aparecem em nossa experiência consciente.”

O grupo procurou estruturas integradas que abrangem a maior parte do cérebro, mas mudam de configuração de tempos em tempos. A hipótese deles era que essas estruturas deveriam desaparecer durante estados de inconsciência profunda, como sono profundo ou sob anestesia geral.

“No caso do cérebro, os nódulos são regiões anatômicas específicas e os links indicam que a atividade cerebral medida nessas regiões é significativamente sincronizada”, disse Tagliazucchi. “Em um determinado momento, temos uma rede que descreve como as regiões do cérebro são sincronizadas, e essa rede muda com o tempo, à medida que os padrões de comunicação em todo o cérebro também mudam.”

O grupo queria se concentrar em grupos de nós fortemente acoplados (módulos) que mantêm sua identidade ao longo do tempo, mas os nós envolvidos mudam com o passar do tempo.

“Nós levantamos a hipótese de que o maior desses módulos é importante para a consciência, pois é dinâmico e integra uma grande proporção de regiões do cérebro”, disse Tagliazucchi.

Para testar, eles desenvolveram uma maneira de detectar essas estruturas dentro de redes temporais usando algoritmos atuais dentro de certos parâmetros. Os pesquisadores construíram redes artificiais que evoluem no tempo para testar e comparar esses algoritmos e encontrar os parâmetros ideais.

Eles aplicaram algoritmos usando esses parâmetros a dados de imagens cerebrais e confirmaram várias hipóteses.

A atividade cerebral durante a vigília consciente apresenta grandes módulos de rede integrados e dinâmicos. Esses módulos tendem a desaparecer ou se fragmentar durante o sono ou sob anestesia geral. Essas alterações são semelhantes entre as duas condições, sugerindo que a inconsciência ocorre em ambas as situações seguindo o mesmo mecanismo.

“Esperamos que nossos avanços metodológicos ajudem outros cientistas a detectar estruturas integradas em outras redes temporais por meio de otimização de parâmetros baseada em hipóteses”, disse Tagliazucchi. “Em relação ao significado neurobiológico de nossas descobertas, gostaria de ver nossos resultados replicados em outros estados cerebrais inconscientes e diferentes organismos modais e serem validados usando métricas que não vêm de neuroimagem, como observações comportamentais”.

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