Nossa capacidade de pensar, decidir, lembrar de eventos recentes e muito mais vem do neocórtex do nosso cérebro. Agora, neurocientistas da Universidade da Califórnia, Irvine, descobriram aspectos-chave dos mecanismos por trás dessas funções. Suas descobertas podem ajudar a melhorar os tratamentos para certos distúrbios neuropsiquiátricos e lesões cerebrais. Seu estudo aparece em Neuron .

Os cientistas sabem há muito tempo que o neocórtex integra os chamados fluxos de informações feedforward e feedback. Os dados de feedforward são retransmitidos pelos sistemas sensoriais do cérebro da periferia (nossos sentidos) para as áreas de ordem superior do neocórtex. Essas regiões cerebrais de alto nível enviam informações de feedback para refinar e ajustar o processamento sensorial. Essa comunicação de vai-e-vem permite que o cérebro preste atenção, retenha memórias de curto prazo e tome decisões.

"Um exemplo simples é quando você quer atravessar uma estrada movimentada", disse o autor correspondente Gyorgy Lur, Ph.D., professor assistente de neurobiologia e comportamento na Escola de Ciências Biológicas. "Há árvores, pessoas, veículos em movimento, sinais de trânsito , placas e muito mais. Seu neocórtex de nível superior diz ao seu sistema sensorial que merece atenção para decidir quando atravessar."

A interação entre os sistemas de nível superior e inferior também nos permite lembrar o que você viu quando olhou para os dois lados para coletar as informações. "Se você não tivesse essa memória de curto prazo , você continuaria olhando para frente e para trás e nunca se moveria", disse ele. "Na verdade, se nossos fluxos de feedforward e feedback não estivessem constantemente trabalhando juntos, faríamos muito pouco, exceto responder por reflexos."

Até agora, os cientistas não tinham certeza de como os neurônios do cérebro participam desses processos complexos. Lur e seus colegas descobriram que os sinais de feedforward e feedback convergem para neurônios individuais nas regiões parietais do neocórtex. Os pesquisadores também descobriram que tipos distintos de neurônios corticais fundem os dois fluxos de informação em escalas de tempo marcadamente diferentes e identificaram a arquitetura celular e de circuito subjacente a essas diferenças.

"Os cientistas já sabiam que a integração de vários sentidos aumenta as respostas neuronais", disse Lur. "Se você apenas vê algo ou apenas ouve, seu tempo de reação é mais lento do que quando os experimenta com os dois sentidos simultaneamente. Identificamos os mecanismos subjacentes que tornam isso possível."

Ele observou que os dados do estudo sugerem que os mesmos princípios se aplicam se um fluxo de informação for sensorial e o outro for cognitivo.

Compreender esses processos é fundamental para o desenvolvimento de futuros tratamentos para doenças neuropsiquiátricas, como distúrbios de processamento sensorial, esquizofrenia e TDAH, bem como para derrames e outras lesões no neocórtex.

Lur é membro do Center for the Neurobiology of Learning and Memory, do Center for Neural Circuit Mapping e do Center for Hearing Research da UC Irvine.

Ph.D. o candidato Daniel Rindner, que realizou todas as gravações neuronais e trabalho com tecidos biológicos, foi o primeiro autor do artigo. Archana Proddutur, Ph.D., pesquisador de pós-doutorado no laboratório e segundo autor do artigo, conduziu modelagem computacional que levou à compreensão mecanicista dos processos que integram fluxos de informações sensoriais e cognitivas.