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Isso soa errado": como nossos cérebros nos dizem quando um som está desligado





Pesquisadores revelam como o córtex auditivo reage a sons "errados" e lançam luz sobre a memória auditiva.

Fonte: NYU

Seja uma porta de carro não devidamente fechada, um chute furado na bola de futebol, ou uma nota extraviada na música, nossos ouvidos nos dizem quando algo não soa bem.

Uma equipe de neurocientistas descobriu recentemente como o cérebro trabalha para fazer distinções entre sons "certos" e "errados" — pesquisa que fornece uma compreensão mais profunda de como aprendemos tarefas complexas de áudio-motor, como falar ou tocar música.

"Ouvimos os sons que nossos movimentos produzem para determinar se cometemos ou não um erro", diz David Schneider, professor assistente do Centro de Ciência Neural da Universidade de Nova York e autor sênior do artigo, que aparece na revista Current Biology.

"Isso é mais óbvio para um músico ou quando fala, mas nossos cérebros estão realmente fazendo isso o tempo todo, como quando um golfista ouve o som de seu clube fazendo contato com a bola. Nossos cérebros estão sempre registrando se um som combina ou se desvia das expectativas. Em nosso estudo, descobrimos que o cérebro é capaz de fazer previsões precisas sobre quando um som deve acontecer e como deve soar."

Os pesquisadores concentraram seu trabalho na melhor compreensão dos fenômenos cotidianos. Por exemplo, sabemos como uma porta de carro deve soar porque nós os fechamos inúmeras vezes.

No entanto, nessas ocasiões em que deixamos o cinto de segurança na porta do carro e tentamos fechá-lo, ouvimos algo diferente — um "barulho" em vez de um "baque". É o mesmo com um batedor no beisebol que bate uma bola lançada diretamente em vez de simplesmente derrubá-la — ou quando um músico ouve uma nota que se encaixa na melodia em vez de uma que a interrompe.

No entanto, não está claro como o cérebro trabalha para reconhecer sons "certos" de "errado". Entender como ele faz isso pode oferecer insights sobre como o cérebro saudável pode aprender a falar e tocar música, bem como sobre o que dá errado em distúrbios neurais, como a esquizofrenia.

Para lidar com isso, Schneider e seus colegas estudaram a atividade neurológica dos ratos quando realizaram tarefas semelhantes ao fechamento da porta de um carro. Os cientistas treinaram ratos para empurrar uma alavanca com suas patas — como o fechamento da porta de um carro — e tocaram um tom toda vez que a alavanca alcançava uma posição específica.

Eventualmente, os ratos aprenderam exatamente como a alavanca deveria soar. Se os pesquisadores removessem o som, tocassem o som errado ou tocassem o som correto na hora errada, os ratos ajustavam seu comportamento, assim como os humanos fariam se uma porta do carro fizesse algo inesperado.

Os cientistas registraram a atividade cerebral dos camundongos durante esses comportamentos — especificamente, como os neurônios responderam no córtex auditivo, um dos "centros auditivos" do cérebro. No geral, esses neurônios só eram minimamente ativos quando um rato empurrou uma alavanca e ouviu o som esperado.

No entanto, se os pesquisadores mudaram o som para a frequência errada — semelhante ao "clank" da porta do carro , ou mesmo mudaram ligeiramente o tempo do som, esses neurônios responderam vigorosamente.

"O córtex auditivo parece sinalizar não o que foi ouvido, mas se o que foi ouvido correspondeu ou violou suas expectativas", observa Nicholas Audette, autor principal do estudo e pós-doutorando no laboratório Schneider.

Além disso, os pesquisadores descobriram que, se omitissem o som completamente — semelhante a não fechar uma porta com força suficiente — observaram um grupo seleto de neurônios que se tornam ativos no momento em que o som deveria ter acontecido.

"Como esses eram alguns dos mesmos neurônios que estariam ativos se o som tivesse realmente sido tocado, era como se o cérebro estivesse recordando uma memória do som que ele pensou que ia ouvir", observa Schneider.

Além de seu papel na previsão de sons autogerados durante comportamentos cotidianos, o mesmo circuito cerebral que Schneider e seus colegas estão estudando é considerado mau funcionamento em doenças como a esquizofrenia, levando à percepção de "vozes fantasmas" que não estão realmente lá. A esperança deles é que, entendendo esses circuitos cerebrais no cérebro saudável, eles possam começar a entender o que pode dar errado durante a doença.

Os outros autores do estudo foram Alessandro La Chioma, pós-doutorando do Centro de Ciência Neural, e WenXi Zhou, um estudante de doutorado da NYU.

Financiamento: Esta pesquisa foi apoiada por subsídios dos Institutos Nacionais de Saúde (T32-MH019524, 1R01-DC018802).

Author: James Devitt

Source: NYU

Original Research: Closed access.

“Precise movement-based predictions in the mouse auditory cortex” by David Schneider et al. Current Biology


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