Hoje nos afastaremos um pouco da consideração de estudos baseados em nossa física / química favorita e voltaremos nossa atenção para estudos do corpo humano. Mais precisamente, o estudo do cérebro. Esse corpo é tão complexo que todos os estudos anteriores deram uma resposta e 10 novas perguntas, por assim dizer. Mais especificamente, hoje consideraremos um estudo que pretende responder à pergunta - como o cérebro prevê o futuro? E não, não falaremos sobre cartas de tarô, borra de café, astrologia e outras coisas não científicas. Falaremos sobre como o cérebro humano, usando o conhecimento existente, construindo cadeias lógicas e analisando a situação, é capaz de prever o futuro próximo. Os pesquisadores prestaram atenção a esse aspecto não por curiosidade, mas para entender melhor os processos no cérebro humano durante o desenvolvimento de certas doenças, incluindo a doença de Parkinson. O que exatamente os cientistas aprenderam, como eles conduziram experimentos e o que isso poderia significar para a medicina no futuro? O relatório nos ajudará a encontrar respostas para essas perguntas. Vamos lá
Base de estudoDitado exagerado, o cérebro é o órgão mais importante do homem. Claro que, sem um coração, o cérebro não receberá o oxigênio necessário e morrerá, então o coração é mais importante? Certo? Eu concordo, todos os órgãos são importantes, todos os órgãos são necessários. No entanto, nosso cérebro controla tudo o resto: outros órgãos, sistemas, processos. Seu nariz penteado - você sabe disso graças a receptores que transmitem informações ao cérebro. Um exemplo banal, mas você entende a essência. Como conclusão, perder a força do seu cérebro é um dos piores que pode acontecer a uma pessoa. E, infelizmente, existem muitas doenças que, com uma força ou outra, "suprimem" o funcionamento normal do cérebro: demência, doença de Parkinson, doença de Alzheimer, etc. Até os distúrbios mentais estão diretamente relacionados ao funcionamento do cérebro, ou melhor, aos distúrbios que ocorrem nesse órgão. Um sistema tão complexo, comparável ao biocomputador mais poderoso do planeta, tem sido estudado desde tempos imemoriais, mas ninguém ainda foi capaz de descrever o cérebro humano 100%, apesar de já sabermos bastante, mas isso está longe de todos os segredos que nossos " computador pessoal ".
Hoje, os cientistas decidiram prestar atenção a um conceito tão vago como "previsão do futuro". Parece o nome de um programa de televisão barato, tudo o que falta é uma bola de cristal e a frase "Entendo, entendo ...". Mas piadas são piadas, e nosso cérebro é capaz disso, embora não em um nível paranormal como muitos gostariam.
Toda a essência está em pequenas coisas, às vezes invisíveis, eventos e ações. Como exemplo, os cientistas dão a um jogador de basquete que, em vista da experiência, joga a bola dessa maneira, tendo certeza de que a bola atingirá a rede. Sim, isso é mais parecido com conhecimento ou relacionamento causal, mas a palavra “previsão” é adequada como um termo curto, simples e bastante vívido. Além disso, aqueles que usam carros podem notar que muitos motoristas começam a se mover literalmente uma fração de segundo antes do semáforo ficar verde. Tudo isso não é estupidez como atividade paranormal, e Scully e Mulder não devem ser chamados. Todos estes são os resultados dos processos complexos do nosso cérebro. Mesmo quando você joga uma bola um com o outro, por que você o pega? Você vê a trajetória dele, porque sabe como o seu amigo costuma jogar. Nosso cérebro coleta essas informações e as armazena para uso futuro, a fim de simplificar determinadas tarefas. Por que analisar algo que já aconteceu exatamente da mesma maneira? Você pode responder ao processo de acordo com um padrão conhecido e obter o resultado desejado. No exemplo dos nossos filhos - para pegar uma bola.
Não percebemos todos esses processos de pensamento, não pensamos neles (não importa o quão trocadilhos pareçam). Mas a interrupção desses processos afeta a vida de pessoas que sofrem de várias doenças do cérebro e do sistema nervoso.
Para entender como facilitar a vida dessas pessoas, você deve primeiro entender claramente o princípio de operação desse mecanismo de previsão que nosso cérebro usa. É sensível ao contexto ou apenas existe, como tal.
Em primeiro lugar, os cientistas observam que as previsões temporais podem estar associadas à quase-periodicidade de vários estímulos (fala, música, movimentos biológicos). Ou seja, alterações endógenas estão associadas a sinais periódicos externos. Por outro lado, previsões temporárias também podem ser formadas se houver apenas uma série aperiódica de eventos. Eles também podem ser formados completamente isolados, quando já sabemos a diferença entre os dois eventos. O último é bem descrito pelo exemplo de driver que mencionei anteriormente. O motorista costuma dirigir em alguma estrada onde há um semáforo. Ele sabe muito bem como esse semáforo funciona. E o motorista nem precisa mais olhar para ele para começar no momento em que a luz verde acender. Esta é uma formação de previsão isolada, em vista do conhecimento adquirido anteriormente sobre essa situação específica. Nesse caso, o cérebro do motorista não apenas sabe que, em condições normais, a luz verde acenderá, mas também sabe quando isso acontecerá. Chamamos isso de cronômetro interno. Assim, essa previsão é temporária, ou seja, o cérebro antecipa o evento após um certo tempo.
Os neurocientistas ainda estão discutindo sobre a natureza e o mecanismo das previsões temporais. No estudo de hoje, os cientistas acreditam ter encontrado onde está a resposta para a questão da origem das previsões de tempo - o cérebro. Mas isso é compreensível. Mais especificamente no cerebelo e nos gânglios da base.
Aqui podemos ver a localização do cerebelo.O primeiro "pedaço do cérebro" - o cerebelo - é o departamento responsável pela coordenação de nossos movimentos e equilíbrio. Está diretamente conectado ao córtex cerebral, medula espinhal, sistema extrapiramidal, tronco cerebral e, com quem você pensa, é claro, aos gânglios da base. Toda essa equipe fornece informações ao cerebelo, que permitem que o emu faça ajustes nos movimentos, conscientes ou inconscientes.
Estudos recentes mostraram que é o cerebelo que desempenha um papel essencial na formação de previsões temporais. Ou seja, na determinação da duração dos intervalos e na diferença entre dois intervalos de tempo (individuais) separados. Em outras palavras, é o cerebelo que permite “sentir” que 5 a 10 minutos ou 10 a 15 minutos se passaram, desculpe-me por um exemplo primitivo.
Por sua vez, os núcleos basais já são responsáveis por julgamentos rítmicos, ou seja, fenômenos periódicos constantes (eventos).
Também é importante notar que o cerebelo não é controlado pela mente humana, enquanto os núcleos basais, pelo contrário, são controlados por algumas teorias. Essa teoria é confirmada pelo fato de que os núcleos basais "adormecem" durante o sono de uma pessoa.
Os núcleos basais também estão envolvidos na regulação dos processos motores (como o cerebelo). Além disso, eles se tornam ativos quando você está concentrando sua atenção. Nesse ponto, os núcleos basais secretam uma substância chamada acetilcolina, que desempenha um papel importante na formação da memória.
Uma excursão tão pequena à neurobiologia já nos ajudou a entender por que os pesquisadores identificaram exatamente duas áreas do cérebro - o cerebelo e os núcleos basais - como os principais detalhes do mecanismo de previsão temporal.
Naturalmente, os cientistas devem provar sua teoria. Para isso, aplicaram a chamada abordagem neuropsicológica. E agora mais sobre os experimentos em si.
Preparação para experimentosNos experimentos, participaram indivíduos saudáveis (como um grupo controle) - 23 pessoas e pessoas com degeneração cerebelar (CD) - 13 pessoas e com doença de Parkinson (DP) - 12 pessoas. Um aspecto importante foi que todos os sujeitos não estavam musicalmente ativos nos últimos 5 anos antes do experimento, ou seja, não tocaram instrumentos musicais e não cantaram no coral. Essa característica de pequena personalidade é realmente de grande importância no estudo, tendo em vista que o cérebro do sujeito não foi, por assim dizer, treinado para tal atividade.
O grupo CD foi composto por 7 mulheres e 6 homens, com idade média de 51,6 anos. O principal diagnóstico entre os sujeitos desse grupo foi ataxia espinocerebelar: 6 pessoas - devido ao contexto genético, 5 indivíduos - etiologia desconhecida / idiopática.
* 2 participantes do teste foram excluídos devido à sua incapacidade de concluir a tarefa de teste. Portanto, o número real de participantes no grupo CD foi 11, não 13.
O grupo com DP consistiu de 7 mulheres e 5 homens, com idade média de 68,4 anos. Antes de realizar experimentos, os membros desse grupo passaram no teste UPDRS (Escala de Classificação de Doenças de Parkinson Unificada). O valor médio para o índice de motilidade foi de 14,2.
Ambos os grupos também foram testados quanto à presença / ausência de outras doenças neurológicas.
Devido ao fato de haver uma diferença de idade significativa entre os grupos CD e DP, o grupo controle (indivíduos saudáveis) também foi selecionado de acordo com este parâmetro.
Os quadrados coloridos exibidos por 100 ms agiram como estímulos. Em cada abordagem experimental, havia 2 ou 3 quadrados vermelhos, seguidos por 1 quadrado branco, atuando como um "sinal". Depois dele, havia 1 quadrado verde - o “alvo”, que era o principal no teste. O intervalo entre os quadrados branco e verde foi de 600 ms ou 900 ms.
A principal tarefa dos sujeitos era pressionar uma tecla no teclado assim que virem o alvo (verde) quadrado à sua frente.
No experimento, havia 3 variantes desse experimento, que são apresentadas esquematicamente na imagem abaixo.
Representação esquemática de três tipos de experimentos: rítmico, intervalo único e aleatório.Na primeira modalidade, havia 3 quadrados vermelhos, cujo intervalo era idêntico ao entre os quadrados sinal e alvo. Ou seja, 600 ou 900 ms entre cada quadrado, independentemente da cor e finalidade. Portanto, essa opção de teste é a mais previsível.
Na segunda versão, havia 2 quadrados vermelhos. Aqui os intervalos foram alterados. Como podemos ver no gráfico acima, o intervalo entre os quadrados vermelhos e entre branco e verde é o mesmo, mas o intervalo entre o último vermelho e branco é muito diferente.
Assim, torna-se muito mais difícil prever a aparência de um quadrado branco, mas isso não afeta significativamente o resultado do teste, uma vez que o intervalo entre os quadrados sinal e alvo permanece o mesmo dos dois primeiros (vermelho).
Na terceira versão do teste, havia 3 quadrados vermelhos, cujos intervalos eram absolutamente aleatórios na faixa de 600 ... 900 ms. Assim, a ritmicidade da aparência de todos os quadrados é severamente violada, respectivamente, para prever a aparência do próximo é muito difícil, para dizer o mínimo. Prever a aparência do quadrado alvo torna-se impossível.
Além disso, 25% dos testes não tinham um quadrado alvo (verde) no final da sequência, a fim de evitar respostas prematuras e, consequentemente, tornar os resultados mais precisos.
O processo de teste experimental dos sujeitos foi realizado em ambiente fechado, com pouca iluminação e sem estímulos sonoros. Os testes foram apresentados em um monitor regular em um fundo cinza. A distância entre o monitor e o sujeito foi de 50 cm.
Durante o experimento, os sujeitos fizeram 3 execuções (1 para cada uma das opções descritas acima) de 32 testes (16 em intervalos de 600 ms e 16 a 900 ms). 25% de todos os testes em ordem aleatória eram "truques", ou seja, não continham o quadrado verde alvo.
Uma mensagem de erro era exibida no monitor se o participante respondesse (pressione a tecla) antes que o quadrado de destino aparecesse no monitor ou durante o "truque de teste" (quando não há quadrado de destino), bem como quando o atraso da resposta fosse de 3 segundos.
Agora que sabemos quem participou dos testes e como eles foram realizados, devemos nos familiarizar com os resultados.
Resultados da ExperiênciaNão é difícil adivinhar, o tempo de reação (TR) é o indicador mais básico durante o estudo dos resultados das duas primeiras variantes de teste (rítmica e de intervalo único). Este indicador deve, de acordo com a lógica das coisas, ser significativamente maior no teste em intervalos aleatórios.
Uma análise de variância RT foi realizada para todos os 4 grupos de sujeitos. Por que 4 grupos, você pergunta? Os seguintes grupos são destinados:
- CD - 11 pessoas;
- CD-pareado (grupo controle correspondente à idade média do grupo CD) - 11 pessoas;
- PD - 12 pessoas;
- PD-pareados (grupo controle correspondente à idade média do grupo DP) - 12 pessoas.
Os resultados da análise de variância dos dados experimentais.No gráfico A, vemos os resultados da contagem da TR para o grupo CD (pessoas com degeneração cerebelar). Aqui podemos ver o seguinte recurso: a taxa de reação dos participantes do teste com intervalos aleatórios e um teste de intervalo único são muito semelhantes. Enquanto o teste rítmico RT é muito melhor. O grupo controle (CD-pareado) mostrou uma tendência diferente. A taxa de reação em intervalos aleatórios foi, como esperado, a mais alta. Mas os outros dois testes mostraram aproximadamente os mesmos resultados.
Simplificando, tanto o grupo CD quanto o grupo controle correspondente foram muito bem com o teste nº 1 (rítmico) e igualmente mal com o teste nº 3 (aleatório), que também era bastante lógico e era de se esperar. Mas aqui no teste n ° 2 existem diferenças significativas. Pessoas que sofrem de degeneração cerebelar não foram capazes de lidar com o teste de intervalo único com tanto sucesso quanto o grupo controle (pessoas sem a doença).
A comparação dos resultados de dois outros grupos: DP (com doença de Parkinson) e DP (parecida com a idade média do grupo com DP, mas sem a doença) apresentaram resultados diferentes. Portanto, é surpreendente que o grupo DP tenha realizado o teste n ° 2 (intervalo único) quase tão bem quanto o grupo controle dos sujeitos. Ao mesmo tempo, o teste n ° 3 (aleatório) mostrou, como esperado, resultados baixos. O teste nº 1 mostrou não apenas a diferença entre o grupo PD e seu grupo controle correspondente, mas também a diferença entre o grupo PD e o grupo CD. Ou seja, pacientes com doença de Parkinson apresentam resultados significativamente piores do que pacientes com degeneração cerebelar.
A correlação dos resultados da análise de testes de todos os grupos, podemos ver nos gráficos acima.
Você pode encontrar informações mais detalhadas sobre o estudo e o cálculo dos resultados dos testes no
relatório dos cientistas e
materiais adicionais .
EpílogoGraças a este estudo, os cientistas puderam confirmar o fato de que o cerebelo e os núcleos basais desempenham um papel crucial na compreensão de como o cérebro humano é capaz de prever determinados eventos, com base na experiência, na natureza da frequência de ocorrência do evento e em sua frequência. A análise dos dados de grupos de controle e indivíduos que sofrem da doença de Parkinson apenas confirmou a teoria apresentada alguns anos atrás.
Compreender o trabalho do cérebro, mesmo essas características aparentemente insignificantes, pode ser útil no diagnóstico de várias doenças neurológicas. A perspectiva de usar esses experimentos como base para o estudo futuro dos métodos de tratamento ainda é muito vaga. No entanto, dando passos tão pequenos, mas importantes, os cientistas estão se aproximando da compreensão de um dos objetos mais desconhecidos e mais complexos do mundo - o cérebro humano.
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