Os ritmos neurais que movem seu corpo
Um novo estudo descobriu que os neurônios motores codificam o mundo de forma diferente de outros tipos de células cerebrais.
iDesign / Shutterstock Como os neurônios disparados no cérebro produzem movimento no corpo? Durante anos, os cientistas que tentaram estabelecer uma relação um-a-um entre o comportamento de um neurônio e fatores como a atividade muscular ou a velocidade do movimento não deram certo. Os tipos de descobertas que iluminaram o circuito neural por trás da visão escaparam aos cientistas que estudam como nos movemos , em grande parte por causa da imprevisibilidade dos neurônios que controlam o movimento.
Mas uma nova conceitualização revolucionária de como a atividade cerebral se traduz em movimento por uma equipe de engenheiros elétricos e neurocientistas pode finalmente oferecer uma explicação da atividade no córtex motor que há muito tempo confunde os cientistas.
'Cada neurônio se comporta como um músico em uma banda. Quando os ritmos de todos os músicos são somados em toda a banda, ocorre uma cascata de movimentos fluidos e precisos. '
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Os pesquisadores, trabalhando na Universidade de Stanford, descobriram que, ao direcionar o movimento do braço, o córtex motor não codifica neurônios com base em informações espaciais como direção, distância e velocidade da mesma forma que os neurônios visuais fazem para cor, intensidade e padrão. 'Neurônios visuais codificam coisas no mundo. Eles são um mapa, uma representação ', disse Mark Churchland, agora professor em Columbia e primeiro autor do artigo, em um comunicado à imprensa. Tão de perto quanto eles olharam para o comportamento dos neurônios motores conectado ao movimento do braço, não surgiram regras para disparar semelhantes às do processamento visual.
Isso porque parece que o córtex motor usa o ritmo para gerar padrões que fornecem diferentes tipos de informação aos neurônios. Usando uma analogia automotiva, os pesquisadores descreveram o córtex motor como operando como um motor, não como um volante. Em vez de produzir movimento diretamente, o córtex motor é composto de partes que cooperam de forma organizada para produzir diferentes ações. O pesquisador John Cunningham, da Universidade de Cambridge, agora professor da Washington University em Saint Louis, coloque desta forma: 'Se você visse um pistão ou uma vela de ignição por si só, você seria capaz de explicar como eles fazem um carro se mover? Os neurônios do córtex motor também são assim, compreensíveis apenas no contexto do todo.
Quando eles monitoraram a atividade elétrica dos neurônios do córtex motor, os pesquisadores descobriram que eles normalmente oscilam brevemente, não independentemente como neurônios individuais, mas como uma população neural inteira de uma maneira lindamente coordenada. “Cada neurônio se comporta como um músico de uma banda”, disse Churchland. 'Quando os ritmos de todos os músicos são somados em toda a banda, resulta uma cascata de movimentos fluidos e precisos.' O sinal elétrico para um movimento é a soma dos ritmos de todos os neurônios motores disparando em um determinado momento.
A atividade neural rítmica já é conhecida há algum tempo. Está presente no movimento natatório de sanguessugas e no andar de um macaco ambulante, por exemplo.
Os engenheiros estudaram a atividade cerebral dos macacos tentando tocar um alvo. O padrão de comportamento dos músculos do ombro sempre pode ser descrito pela soma de dois ritmos subjacentes. - Digamos que você esteja jogando uma bola. Por baixo de tudo está um padrão. Talvez o músculo do ombro se contraia, relaxe um pouco, se contraia de novo e depois relaxe completamente, tudo em pouco tempo ', explicou Churchland. “Essa atividade pode não ser exatamente rítmica, mas pode ser criada somando dois ou três outros ritmos. Nossos dados argumentam que pode ser assim que o cérebro resolve o problema de criar o padrão de movimento. '
Mais pesquisas são necessárias para testar essa nova teoria, mas, de acordo com Cunningham, ela explica muitos dos aspectos mais desconcertantes dos neurônios do córtex motor.
O estudo aparece online no jornal Natureza .
Este artigo apareceu originalmente em TheDoctorWillSeeYouNow.com , um atlântico site do parceiro.
