Cientistas do Instituto McGovern para Pesquisa Cerebral do MIT desenvolveram o mapeamento mais detalhado até hoje das funções do córtex cerebral, utilizando uma abordagem inovadora: analisar a atividade cerebral de pessoas enquanto assistem a filmes.

A pesquisa, baseada em dados de ressonância magnética funcional (fMRI) de 176 participantes, identificou 24 redes distintas com funções específicas, revelando como o cérebro processa informações visuais, auditivas, sociais e contextuais de maneira dinâmica.

O cérebro em ação realista

Tradicionalmente, a neurociência utiliza fMRI para medir a atividade cerebral enquanto voluntários realizam tarefas isoladas ou estão em repouso. No entanto, essa metodologia pode não ativar muitas partes do córtex.

Os pesquisadores do MIT, liderados por Robert Desimone, diretor do instituto, e Reza Rajimehr, cientista pesquisador e autor principal do artigo, optaram por um estímulo mais complexo e rico: trechos de filmes.

Segundo Rajimehr, “usando um estímulo rico como um filme, conseguimos ativar muitas regiões do córtex de forma muito eficiente”. Ele explica que regiões sensoriais são ativadas para processar características do filme, enquanto áreas de nível superior são ativadas para extrair informações semânticas e contextuais.

Essa abordagem permitiu distinguir diferentes áreas ou redes com base em seus padrões de ativação únicos. Os dados de fMRI de alta resolução foram analisados usando um algoritmo de aprendizado de máquina, resultando na identificação das 24 redes com padrões de atividade e funções distintas.

Das redes sensoriais ao controle executivo

As redes cerebrais identificadas pelos cientistas se distribuem em diversas áreas do córtex. Algumas estão localizadas em regiões sensoriais, como o córtex visual ou auditivo. Outras redes responderam a características mais complexas dos filmes, como ações, linguagem ou interações sociais. A pesquisa também trouxe descobertas inéditas, incluindo a identificação de redes nunca antes observadas. Uma delas, localizada no córtex pré-frontal, mostrou-se altamente responsiva a cenas visuais específicas dentro dos quadros dos filmes. Essa rede se ativava mais intensamente em resposta a imagens de cenas.

Interessantemente, o estudo também mapeou três redes envolvidas no “controle executivo”.

Essas redes se mostraram mais ativas durante as transições entre os trechos dos filmes. Os pesquisadores observaram um padrão de ativação complementar: quando as redes específicas para funções como processamento visual ou social estavam muito ativas, as redes de controle executivo tendiam a permanecer inativas, e vice-versa.

Segundo Rajimehr, “sempre que as ativações nas áreas específicas de domínio são altas, parece não haver necessidade de engajamento dessas redes de nível mais alto”. Ele complementa que em situações de maior ambiguidade ou complexidade no estímulo, onde o envolvimento do controle executivo é necessário, essas redes de nível superior se tornam altamente ativas.

Os pesquisadores esperam que este novo mapa cerebral sirva como uma base sólida para investigações mais aprofundadas e precisas sobre as funções de cada uma dessas redes. Por exemplo, dentro da rede responsável pelo processamento social, foi possível identificar regiões específicas dedicadas ao processamento de informações sociais relacionadas a rostos e corpos.

Robert Desimone destacou que esta é uma nova abordagem em neuroimagem que revela algo diferente dos métodos convencionais. Para ele, embora o mapeamento não forneça todas as respostas, ele “gera muitas ideias interessantes”.

Utilizar estímulos cotidianos como filmes representa uma ferramenta poderosa para a neurociência, permitindo compreender o funcionamento do cérebro em um contexto de ação mais realista e complexo.