Como o cérebro cria a experiência subjetiva do tempo

By | Outubro 5, 2018

Todos nós sentimos, em um momento ou outro, que o tempo "voa" efetivamente quando estamos nos divertindo. Por que é diferente dependendo do que fazemos com isso? Novas pesquisas examinam os mecanismos neurológicos que formam a experiência subjetiva do tempo.

O fluxo da experiência é processado por nossos cérebros, criando uma sensação subjetiva de tempo.

O fluxo da experiência é processado por nossos cérebros, criando uma sensação subjetiva de tempo.

Espaço e tempo estão intimamente relacionados, não apenas na física, mas também no cérebro.

Essa conexão íntima se torna mais clara quando observamos como nosso cérebro forma memórias episódicas.

Memórias episódicas são memórias autobiográficas, isto é, memórias sobre eventos específicos que aconteceram com alguém em um ponto específico no tempo (e espaço).

A lembrança daquele primeiro beijo, ou o copo de vinho que você compartilhou com seu amigo na semana passada, são exemplos de lembranças episódicas. Pelo contrário, as memórias semânticas se referem a informações e fatos gerais que nossos cérebros são capazes de armazenar.

As memórias episódicas têm um componente pronunciado de "onde" e "quando" e pesquisas neurocientíficas mostram que a área do cérebro que processa informações espaciais está próxima da pessoa responsável pela experiência do tempo.

Especificamente, um novo estudo revela a rede de células cerebrais que codificam a experiência subjetiva do tempo, e esses neurônios estão localizados em uma área do cérebro adjacente àquela em que outros neurônios codificam o espaço.

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O novo estudo foi conduzido por pesquisadores do Instituto Kavli de Neurociência em Sistemas, em Trondheim, na Noruega. Albert Tsao é o principal autor do artigo, que agora é publicado na revista Nature.

Neurônios que mudam com o tempo

Mais de uma década atrás, dois dos pesquisadores que trabalharam no estudo recente, May-Britt Moser e Edvard Moser, descobriram uma rede de neurônios chamados células da grade responsáveis ​​pela codificação do espaço.

Essa área é chamada de córtex entorrinal medial. No novo estudo, Tsao e seus colegas esperavam encontrar uma rede semelhante de células cerebrais que codificasse o tempo.

Portanto, eles se propuseram a investigar neurônios em uma área do cérebro adjacente ao córtex entorrinal medial (na qual as células da grade foram descobertas). Essa área é chamada de córtex entorrinal lateral (LEC).

Inicialmente, os pesquisadores procuravam um padrão, mas tinham dificuldade em encontrar um padrão. "O sinal mudou o tempo todo", diz o co-autor do estudo Edvard Moser, professor da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia, também em Trondheim, na Noruega.

Então, os pesquisadores levantaram a hipótese de que talvez o sinal não apenas mudasse com o tempo, mas também com o tempo.

"O tempo [...] é sempre único e está mudando", diz o professor Moser. "Se essa rede estivesse efetivamente codificando o tempo, o sinal teria que mudar com o tempo para registrar experiências como memórias únicas".

Em seguida, os pesquisadores decidiram examinar a atividade de centenas de neurônios LEC no cérebro de roedores.

A experiência afeta os sinais de codificação de tempo LEC

Para fazer isso, Tsao e seus colegas registraram a atividade neuronal dos ratos por horas, período durante o qual os roedores foram submetidos a uma série de experimentos.

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Em um experimento, os ratos correram em uma caixa cujas paredes mudaram de cor. Isso foi repetido vezes 12 para que os animais pudessem definir "múltiplos contextos temporais" ao longo do experimento.

A equipe examinou a atividade neuronal no LEC, distinguindo entre a atividade cerebral que registrava alterações na cor da parede a partir da qual registrava a progressão do tempo.

"A atividade [neuronal] no LEC definiu claramente um contexto temporal único para cada época de experiência em minutos", escrevem os autores.

Os resultados do experimento "apontam o LEC como uma possível fonte de informação de contexto temporal necessária para a formação de memória episódica no hipocampo", acrescentaram os pesquisadores.

Em outro experimento, os ratos foram capazes de explorar livremente os espaços abertos, escolhendo quais ações tomar e quais espaços explorar na busca por pedaços de chocolate. Este cenário foi repetido quatro vezes.

O co-autor do estudo, Jørgen Sugar, resume as descobertas e diz: “A singularidade do sinal de tempo [neuronal] durante esse experimento sugere que o rato teve um registro muito bom da sequência de eventos temporais e temporais durante as horas 2 que o experimento ».

"Conseguimos usar o sinal da rede de codificação de tempo para rastrear exatamente quando vários eventos ocorreram no experimento".

Jørgen Sugar

Finalmente, um terceiro experimento forçou os roedores a seguir um caminho mais estruturado, com opções mais limitadas e menos experiências. Nesse cenário, os ratos tinham que virar à esquerda ou à direita em um labirinto, procurando o chocolate o tempo todo.

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"Com essa atividade, vimos o sinal de codificação de tempo mudar o caráter de seqüências únicas no tempo para um padrão repetitivo e parcialmente sobreposto", explica Tsao.

"Por outro lado", continua ele, "o sinal de tempo se tornou mais preciso e previsível durante a tarefa repetitiva".

"Os dados sugerem que o rato teve uma compreensão refinada da temporalidade em cada turno, mas uma compreensão ruim do tempo para frente e para trás e do começo ao fim ao longo do experimento".

Como os neurônios LEC codificam a experiência

Segundo os autores do estudo, “quando as experiências dos animais foram limitadas por tarefas comportamentais que se tornaram semelhantes em ensaios repetidos, a codificação do fluxo temporal nos ensaios foi reduzida, enquanto a codificação do tempo em relação ao início dos ensaios melhorados ».

Como Tsao e seus colegas concluem, "as descobertas sugerem que as populações de neurônios [LEC] representam tempo inerentemente através da codificação da experiência".

Em outras palavras, dizem os pesquisadores, o "relógio neuronal" do LEC funciona organizando a experiência em uma sequência precisa de diferentes eventos.

»Nosso estudo revela como o cérebro faz sentido do tempo quando um evento é vivido […] A rede não codifica explicitamente o tempo. O que medimos é um tempo subjetivo derivado do fluxo contínuo de experiência ».

Albert Tsao

Segundo os cientistas, os resultados sugerem que, mudando as atividades e a experiência, é possível alterar o sinal de tempo dado pelos neurônios do LEC. Isso, por sua vez, muda a maneira como percebemos o tempo.

Finalmente, os resultados sugerem que as memórias episódicas são formadas pela integração das informações espaciais do córtex entorrinal medial com as informações do LEC no hipocampo.

Isso permite que "o hipocampo armazene uma representação unificada do que, onde e quando".

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