Visão axial do cérebro (do topo) incluindo o colículo inferior e o corpo geniculado medial. A cor representa o quão bem os dados se encaixam nas hipóteses 1) de que o cérebro codifica informações de acordo com as expectativas (vermelhas) ou 2) de que o cérebro codifica informações de acordo com as propriedades dos estímulos (azul).
Não é só o córtex cerebral, é todo o caminho auditivo que representa sons de acordo com expectativas anteriores.
Os humanos dependem de seus sentidos para perceber o mundo, eles mesmos e uns aos outros. Apesar dos sentidos serem a única janela para o mundo exterior, as pessoas raramente questionam o quão fielmente representam a realidade física externa.
Durante os últimos 20 anos, pesquisas em neurociência revelaram que o córtex cerebral constantemente gera previsões sobre o que acontecerá a seguir, e que os neurônios encarregados do processamento sensorial apenas codificam a diferença entre nossas previsões e a realidade real.
Uma equipe de neurocientistas da TU Dresden liderada pela Prof. Dr. Katharina von Kriegstein apresenta novas descobertas que mostram que não apenas o córtex cerebral, mas todo o caminho auditivo, representa sons de acordo com expectativas anteriores.
Para o estudo, a equipe utilizou ressonância magnética funcional (fMRI) para medir as respostas cerebrais de 19 participantes enquanto ouviam sequências de sons. Os participantes foram instruídos a encontrar qual dos sons da sequência se desviou dos outros. Em seguida, as expectativas dos participantes foram manipuladas para que eles esperassem o som desviante em certas posições das sequências.
Os neurocientistas examinaram as respostas provocadas pelos sons desviantes nos dois núcleos principais da via subcortical responsável pelo processamento auditivo: o coloículo inferior e o corpo geniculado medial. Embora os participantes reconhecessem o depravado mais rapidamente quando ele era colocado em posições onde eles esperavam, os núcleos subcorticais codificavam os sons apenas quando eram colocados em posições inesperadas.
Esses resultados podem ser melhor interpretados no contexto da codificação preditiva, uma teoria geral do processamento sensorial que descreve a percepção como um processo de teste de hipóteses. A codificação preditiva pressupõe que o cérebro está constantemente gerando previsões sobre como o mundo físico vai parecer, soar, sentir e cheirar como no próximo instante, e que os neurônios encarregados de processar nossos sentidos economizam recursos representando apenas as diferenças entre essas previsões e o mundo físico real.
Dr. Alejandro Tabas, primeiro autor da publicação, afirma sobre os achados: "Nossas crenças subjetivas sobre o mundo físico têm um papel decisivo na forma como percebemos a realidade. Décadas de pesquisas em neurociência já haviam mostrado que o córtex cerebral, a parte do cérebro mais desenvolvida em humanos e macacos, escaneia o mundo sensorial testando essas crenças contra as informações sensoriais reais. Mostramos agora que esse processo também domina as partes mais primitivas e evolutivas do cérebro. Tudo o que percebemos pode estar profundamente contaminado por nossas crenças subjetivas sobre o mundo físico."
Esses novos resultados abrem novas maneiras para os neurocientistas que estudam o processamento sensorial em humanos em direção às vias subcorticais. Talvez devido à crença axiomática de que a subjetividade é inerentemente humana, e o fato de que o córtex cerebral é o principal ponto de divergência entre os cérebros humano e outro mamífero, pouca atenção foi dada antes ao papel que crenças subjetivas poderiam ter em representações sensoriais subcorticais.
Dada a importância que as previsões têm no cotidiano, os prejuízos sobre como as expectativas são transmitidas para o caminho subcortical podem ter profunda repercussão na cognição. A dislexia do desenvolvimento, o transtorno de aprendizagem mais difundido, já está ligada a respostas alteradas no caminho auditivo subcortical e às dificuldades na exploração de regularidades de estímulo na percepção auditiva.
Os novos resultados poderiam fornecer uma explicação unificada de por que indivíduos com dislexia têm dificuldades na percepção da fala, e fornecer aos neurocientistas clínicos um novo conjunto de hipóteses sobre a origem de outras doenças neurais relacionadas ao processamento sensorial.
“Abstract rules drive adaptation in the subcortical sensory pathway” by Alejandro Tabas , Glad Mihai, Stefan Kiebel, Robert Trampel, Katharina von Kriegstein. eLife