O que há de especial no cérebro humano que nos torna mais inteligentes que outros animais?

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Os humanos não têm competição na área da cognição. Como a informação é processada no cérebro humano e o que torna isto possível é uma questão que causa um fascínio sem limite, mas sem respostas definitivas.

A nossa compreensão sobre o funcionamento do cérebro tem mudado ao longo dos anos. Mas os modelos teóricos atuais descrevem o cérebro como um “sistema distribuído de processamento de informação”.

Isto significa que tem componentes distintos, que estão ligados proximamente através da fiação do cérebro. Para interagirem entre si, as regiões trocam informações apesar de um sistema de sinais de entrada e saída.

No entanto, isto é apenas uma parte mais pequena de um retrato mais complexo. Num estudo publicado na Nature Neuroscience, uma equipa de cientistas usam provas de diferentes espécies e de várias disciplinas neurocientíficas para mostrarem que não há apenas um tipo de processamento de informação no cérebro. Como a informação é processada também varia entre humanos e outros primatas, o que pode explicar porque é que as nossas capacidades cognitivas são superiores.

Os autores pegaram em conceitos da estrutura matemática da teoria de informação — que estuda a medida, o armazenamento e a comunicação de informação digital, que é crucial para tecnologias como a internet e a inteligência artificial — para acompanharem como é que o cérebro processa informação. A conclusão é que as regiões do cérebro usam estratégias diferentes para interagirem.

Algumas regiões cerebrais trocam informação com outras de uma forma muito estereotipada, usando a entrada e a saída. Isto garante que os sinais atravessam de uma maneira reproduzível e confiável. É este o caso nas áreas especializadas nas funções motoras e sensoriais.

Nos olhos por exemplo, os sinais são enviados para a parte de trás do cérebro para o processamento. A maioria da informação que é enviada é duplicada, sendo enviada por cada olho. Metade desta informação não é necessária, sendo redundante.

Mas esta redundância dá robustez e confiança — é o que nos permite ver apenas com um olho. Esta capacidade é essencial para a sobrevivência. De facto, é tão crucial que as ligações entre estas regiões do cérebro estão anatomicamente garantidas no cérebro, quase como uma linha telefónica.

No entanto, nem todas as informações dadas pelos olhos são redundantes. Combinar informações de ambos os olhos em último caso permite ao cérebro processar a profundidade e a distância entre os objetos. Esta é a base de muitos tipos de óculos 3D no cinema.

Este é um exemplo de uma forma fundamentalmente diferente de processar a informação, numa forma que é maior do que a soma das suas partes. Este tipo de processamento — quando os sinais complexos de várias partes de redes do cérebro estão integradas — “sinergéticas”.

O processamento sinergético é mais prevalecente nas regiões do cérebro que apoiam uma grande variedade de funções cognitivas mais complexas, como a atenção, a aprendizagem, a memória e cognição social e numérica. Não está projetado no sentido de poder mudar em resposta às nossas experiências, ligando redes diferentes de formas diferentes. Isto facilita a combinação de informação.

Estas áreas onde há muita sinergia — maioritariamente na frente e no meio do córtex (a camada exterior do cérebro) — integram fontes diferentes de informação de todo o cérebro. São, por isso, mais amplamente e eficientemente ligadas com o resto do cérebro do que as regiões que lidam com informações primárias relacionadas com o movimento e as sensações.

As áreas de alta sinergia que apoiam a integração de informação também têm tipicamente muitas sinapses, as ligações microscópicas que permitem que as células nervosas comuniquem.

Será a sinergia o que nos torna especiais?

Os cientistas queriam saber se esta capacidade de acumular e construir informação através de redes complexas é diferente entre os humanos e outros primatas.

Para isso, observaram dados de imagens de cérebros e análises genéticas de diferentes espécies e notaram que as interações sinergéticas são uma maior proporção do fluxo de informação no cérebro humano do que nos cérebros dos macacos. Por contraste, ambas as espécies são iguais em termos da dependência da informação redundante.

No córtex pré-frontal — a área na frente do cérebro que apoia um funcionamento cognitivo mais avançado — dos macacos, o processamento de informações redundantes é mais prevalecente, enquanto que nos humanos esta é uma área rica em sinergia.

Foi também feita uma análise genética a doadores humanos. Isto mostrou que as regiões cerebrais associadas ao processamento de informação sinergética têm uma maior probabilidade de exprimirem genes que são unicamente humanos e relacionados ao desenvolvimento e função cerebrais, como a inteligência.

Isto levou à conclusão que o tecido humano adicional, adquirido como resultado da evolução, pode estar primariamente dedicado à sinergia. É tentador especular que as vantagens da maior sinergia podem, parcialmente, explicar as capacidades cognitivas adicionais da nossa espécie.

  ZAP // The Conversation

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