Figura 1. Mudanças significativas em toda a atividade cerebral ao realizar tarefas iguais ou diferentes para indivíduos representativos.
Cada pensamento, ação e emoção que experimentamos são impulsionados pela extraordinária complexidade do cérebro humano. Quando realizamos as tarefas mais simples, como ler uma palavra ou bater os dedos, nosso cérebro orquestra uma série de atividades que envolvem inúmeras áreas trabalhando juntas. Mas quanto desta atividade cerebral é partilhada por todos nós e quanto é exclusiva de nós? Esta questão intrigante levou os pesquisadores a explorar a linha tênue entre a semelhança e a singularidade do cérebro. Ao examinar a actividade cerebral durante diferentes tarefas, os cientistas estão a começar a desvendar os mistérios de como o nosso cérebro funciona de uma forma que é ao mesmo tempo universal e única para os humanos.
Os neurocientistas há muito são fascinados pela compreensão de como o cérebro humano funciona durante tarefas específicas. Um estudo recente liderado pelo Dr. Jie Huang, da Michigan State University, investiga o complexo funcionamento do cérebro, revelando pontos em comum e individualidades na atividade cerebral quando os humanos realizam tarefas. O estudo, publicado na Brain Science, fornece informações valiosas sobre a natureza dinâmica da função cerebral e seu impacto na compreensão do comportamento humano.
Dr. Huang conduziu o estudo usando ressonância magnética funcional (fMRI) para estudar a atividade cerebral durante diferentes tarefas. Um pequeno grupo de indivíduos saudáveis participou, realizando três tarefas diferentes: leitura de palavras, visualização de padrões e toque de dedos. Monitorar a atividade cerebral de cada sujeito em vários testes de tarefas permite aos pesquisadores examinar não apenas como a função cerebral muda entre os indivíduos, mas também como a função cerebral muda no mesmo indivíduo de um teste para outro.
Uma das principais descobertas foi que, para cada sujeito individual, a atividade cerebral mostrou diferenças significativas de tentativa para tentativa dentro do mesmo tipo de tarefa. Essa mudança não foi uniforme entre as tarefas. Por exemplo, a tarefa de bater o dedo com a mão direita ativou consistentemente o córtex sensório-motor esquerdo e a área motora suplementar em todos os ensaios e sujeitos, sugerindo fortes pontos em comum na função cerebral nesta tarefa. No entanto, mesmo dentro deste padrão consistente de activação, houve diferenças significativas na extensão da activação entre indivíduos e entre ensaios.
Apesar desses padrões comuns, a pesquisa do Dr. Huang destaca a individualidade significativa da atividade cerebral. Essa personalidade foi quantificada comparando correlações espaciais de mapas de atividade cerebral em diferentes testes e tarefas. Os resultados mostraram que, embora certas regiões do cérebro apresentassem padrões de ativação consistentes, havia diferenças significativas na atividade cerebral geral entre os indivíduos, enfatizando a natureza individualizada da função cerebral.
Discutindo as descobertas, o Dr. Huang disse: “Nosso estudo mostra que, embora existam pontos em comum na atividade cerebral durante o desempenho de tarefas específicas, a função cerebral é profundamente individual. Essa individualidade é crítica para a compreensão da base neural dos comportamentos individuais e das características clínicas”.
As implicações vão além da compreensão da função cerebral básica. A variabilidade na atividade cerebral observada neste estudo pode ter implicações significativas para a medicina personalizada, particularmente no desenvolvimento de intervenções personalizadas para distúrbios neurológicos e psiquiátricos. Ao compreender os padrões únicos de atividade cerebral de um indivíduo, os médicos podem desenvolver tratamentos mais eficazes, adaptados às características neurológicas específicas de cada pessoa.
Dr. Huang usou um novo método para avaliar a atividade de todo o cérebro, correlacionando os sinais de temporização ideais evocados pela tarefa com os sinais cerebrais reais capturados durante a ressonância magnética funcional. Esta abordagem permitiu gerar mapas espaciais completos da atividade cerebral, proporcionando uma compreensão abrangente de como diferentes regiões do cérebro trabalham juntas durante o desempenho da tarefa. O estudo também explorou pontos em comum na atividade cerebral entre os indivíduos e descobriu que, embora algumas redes específicas de tarefas fossem consistentemente ativadas entre os indivíduos, o grau de ativação variava, refletindo interações entre processos neurais compartilhados e processos neurais individuais.
Em resumo, o trabalho do Dr. Huang revela a complexidade e a dinâmica da atividade cerebral humana. Esta pesquisa contribui para a nossa compreensão da base neural do comportamento humano, revelando pontos em comum e individualidades na função cerebral durante o desempenho de tarefas. À medida que o campo da neurociência continua a explorar esta dinâmica, estudos como este são fundamentais para o avanço do nosso conhecimento e para informar futuras aplicações clínicas.
Referência do diário
Huang, J. (2024). “Universalidades e individualidades na forma como o cérebro humano executa tarefas.” Ciência do Cérebro, 14(125). Número digital: https://doi.org/10.3390/brainsci14020125
Sobre o autor
Jie HuangPh.D., professor do Departamento de Radiologia da Michigan State University. Nos últimos 25 anos, ele esteve envolvido em pesquisas baseadas em ressonância magnética, incluindo desenvolvimento de tecnologia, aquisição e análise de imagens e aplicação de tecnologia avançada de ressonância magnética em ciência básica e pesquisa clínica. Seus interesses de pesquisa concentram-se em estudos de neuroimagem do cérebro humano. Dr. Huang propôs recentemente o conceito de FAUPA (Unit Pool Active Functional Area) e inventou um método para identificar FAUPA usando ressonância magnética funcional. Ele definiu a FAUPA como uma área onde a variação temporal das atividades dentro de toda a área é a mesma, ou seja, as atividades agregadas constituem uma única atividade dinâmica. A determinação da FAUPA é objetiva e automática e não exige a priori O conhecimento das respostas BOLD induzidas pela atividade fornece uma nova abordagem baseada em dados para identificar FAUPA para cada tarefa cerebral na qual o cérebro executa ou não. Ao determinar a FAUPA, ele quantificou a relação entre a atividade regional do cérebro e a atividade cerebral geral em cada cérebro individual. Os resultados de sua pesquisa atual estão refletidos em cinco publicações em periódicos revisados por pares de sua autoria exclusiva.
