GPS do cérebro calcula posição usando células em rede

GPS cerebral

Da mesma forma que os satélites do Sistema de Posicionamento Global (GPS) ajudam a determinar sua localização na Terra, o cérebro possui um sistema interno para ajudá-lo a determinar a localização do seu corpo em relação aos objetos ao seu redor.

O cérebro possui um tipo especial de neurônio - conhecido como células em rede ou malha (grid cells) - especializado em monitorar a posição a cada momento.

Um novo estudo mostrou que essas células, que formam uma malha padronizada, não funcionam independentemente - elas aumentam ou diminuem sua atividade de forma coletiva conforme as cobaias se movimentavam pelo ambiente.

Padrão hexagonal

Os cientistas descobriram a existência das células em rede há cerca de 10 anos, verificando que elas disparam conforme o movimento.

Mas agora, Cristina Domnisoru e seus colegas da Universidade Princeton (EUA) descobriram que seu funcionamento é conjunto, seguindo um padrão conhecido como rede atratora.

A localização do animal é registrada no cérebro em um padrão hexagonal de células.

GPS do cérebro calcula posição usando células em rede
Conforme o camundongo se movia em uma arena virtual (esquerda), cada célula da rede se tornava ativa quando o animal chegava em determinados locais (direita). Estas localizações estão dispostas em um padrão hexagonal. Os pontos vermelhos indicam a localização do camundongo na arena quando a célula da grade disparava.
[Imagem: Cristina Domnisoru/Princeton University]

"Juntas, as células em grade formam uma representação do espaço," disse David Tank, coautor do estudo. "Nosso trabalho se concentrou nos mecanismos operando no sistema neural que forma esses padrões hexagonais."

Rede atratora

Domnisoru mediu os sinais elétricos no interior de células individuais da rede no cérebro de camundongos enquanto os animais navegavam por um ambiente virtual gerado por computador - os animais se moviam sobre uma esteira, enquanto o ambiente virtual lhes aparecia em uma tela de computador.

A atividade elétrica das células - a diferença de tensão entre o interior e o exterior de cada uma - inicialmente é baixa, mas vai crescendo conforme o camundongo atinge cada ponto da malha hexagonal, caindo novamente em seguida, conforme o animal se afasta desse ponto, um padrão conhecido como rede atratora.

O estudo foi publicado pela revista Nature.


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