A revista Nature Communications publicou na última semana um estudo feito por neurocientistas norte-americanos da Universidade de Tufts sobre o sistema de aprendizado do cérebro humano. 

O grupo desenvolveu um modelo computacional, chamado de CogLinks, capaz de reproduzir, de modo parecido a um ‘simulador de voo’, como os circuitos neurais tomam decisões, aprendem e se adaptam. 

O estudo foi publicado na última quinta-feira, 16, e chamou a atenção da comunidade científica por ser uma oportunidade de identificar as razões biológicas para alguns transtornos de saúde mental e até possibilidade de tratamentos psiquiátricos futuros.

O que é o CogLinks?

Os cientistas Mien Brabeeba Wang, Nancy Lynch e Michael Halassa, responsáveis pelo estudo, afirmam que o objetivo da pesquisa foi preencher uma lacuna da Academia: como o cérebro processa incertezas na hierarquização de decisões?

Para responder a essa pergunta, eles criaram o CogLinks, um modelo computacional biologicamente fundamentado que simula as redes neurais. 

O CogLinks é estruturado em camadas hierárquicas que processam diferentes níveis de informação. Uma camada inferior é responsável pelo aprendizado rápido e recompensas imediatas do cérebro, que corresponde à via estriada do cérebro. 

Já a segunda camada, a superior, monitora metas, emoções e estratégias de longo prazo, como o córtex pré-frontal e o tálamo mediodorsal. 

Resultados da pesquisa

Quando o equilíbrio entre essas camadas se rompe, foi observado que o cérebro pode se prender a incertezas ou valorizar padrões rígidos. 

A partir das interações entre as camadas, os pesquisadores simularam lesões em partes específicas do modelo e reproduziram comportamentos observados em alguns distúrbios psiquiátricos, como o Transtorno Obsessivo Compulsivo (TOC), o Transtorno do Déficit de Atenção com Hiperatividade (TDAH) e a esquizofrenia. 

Em uma das simulações, os cientistas enfraqueceram a ligação entre o córtex pré-frontal e o tálamo mediodorsal na camada superior. Como resultado, o cérebro teve mais dificuldade para se adaptar a novas informações, com um processo de aprendizado mais lento e metódico, semelhante ao TOC.

Psiquiatria computacional

Além da Universidade de Tufts, a pesquisa contou com parcerias na Universidade Ruhr de Bochum, na Alemanha, para testes em pacientes reais, e no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), para construir as bases matemáticas. 

Os resultados revelados na Nature já são considerados uma inovação pela comunidade científica e podem abrir caminho para o que os cientistas chamam de psiquiatria computacional ou algorítmica. 

Como o modelo simula raciocínios atípicos, semelhantes aos de pacientes reais, o CogLinks abre espaço para diagnósticos computacionais e intervenções personalizadas. 

Os pesquisadores responsáveis pelo estudo dizem que, ao entender as causas biológicas distúrbios por meios computacionais, será possível realizar tratamentos mais precisos e efetivos. 

Agora, a equipe planeja usar o CogLinks para investigar como mutações genéticas podem estar associadas aos transtornos mentais.