Nova pesquisa revela que a codificação da memória cerebral pode melhorar a IA, as terapias de memória e as ferramentas de aprendizagem

Um novo trabalho de pesquisa intitulado Human hippocampal and entorhinal neurons encode the temporal structure of experience explora como nossos cérebros organizam as memórias identificando padrões ao longo do tempo, mesmo quando não estamos conscientemente cientes deles. O estudo concentrou-se especificamente nos neurônios do hipocampo e do córtex entorrinal, duas regiões importantes do cérebro envolvidas na memória e no aprendizado.

Nesse estudo, os pesquisadores monitoraram a atividade cerebral de 17 pacientes com epilepsia e que tinham eletrodos intracranianos implantados - pequenos dispositivos colocados dentro do cérebro para monitorar sua atividade elétrica. Isso permitiu que os cientistas observassem diretamente como os neurônios se comportam quando as pessoas são expostas a padrões ou sequências de eventos. Para esse experimento, foram mostradas aos pacientes cerca de 120 imagens de pessoas, animais, objetos e pontos de referência durante 40 minutos, em uma ordem específica. Os pesquisadores analisaram como os neurônios do hipocampo (uma parte do cérebro que ajuda a armazenar e recuperar memórias) e do córtex entorrinal (uma região que se comunica com o hipocampo para processar o tempo e o espaço) responderam a essas imagens.

Uma das principais descobertas foi que os neurônios alteraram sua atividade de forma lenta, mas constante, à medida que os pacientes eram expostos a esses padrões de imagem, embora os participantes não tivessem sido informados sobre o padrão. Os neurônios codificaram quais eram as imagens (informação "o quê") e em que ordem elas apareciam (informação "quando"). O resultado foi a formação de uma representação da mesma sequência/padrão, um processo conhecido como codificação de sequências temporais - essencialmente como o cérebro rastreia a ordem dos eventos ao longo do tempo. Mesmo quando as imagens foram apresentadas posteriormente em ordem aleatória, os neurônios ainda se lembravam da sequência original.

A repetição neuronal foi outro aspecto do mesmo estudo, no qual os neurônios repetiram rapidamente a mesma sequência de eventos durante os intervalos. Essa repetição, que ocorre em um ritmo muito mais rápido, ajuda o cérebro a consolidar, ou integrar, a memória da sequência. Os pesquisadores traçaram paralelos entre a forma como o cérebro codifica o espaço e o tempo, sugerindo que mecanismos semelhantes estão em ação, quer a pessoa esteja navegando pelo espaço (por exemplo, andando em um labirinto ou em um espaço confinado) ou acompanhando a sequência de eventos em uma linha do tempo.

Então, quais são as implicações dessa pesquisa? O cérebro é o órgão mais complexo do mundo, e isso nos aproximará da compreensão da capacidade do cérebro de organizar experiências em padrões previsíveis. Mesmo sem a percepção consciente, nossos neurônios estão trabalhando para dar sentido ao mundo, organizando tanto o espaço quanto o tempo para nos ajudar a lembrar e antecipar eventos futuros.

As aplicações no mundo real em vários campos incluem a educação, onde essas descobertas podem levar a métodos de aprendizado aprimorados, estruturando o material de uma forma que reflita como o cérebro processa naturalmente as sequências - em resumo, melhor retenção da memória. Na área da saúde, a pesquisa poderia orientar o desenvolvimento de terapias para distúrbios de memória como Alzheimer. Inteligência artificial e aprendizado de máquina poderiam se beneficiar da imitação das habilidades preditivas do cérebro, levando a tecnologias mais inteligentes e adaptáveis.

Interfaces cérebro-máquina, semelhantes ao Neuralinkpoderiam aproveitar a codificação temporal para ajudar indivíduos com deficiências neurológicas. Isso permitirá que eles controlem melhor próteses ou dispositivos de comunicação. Por último, mas não menos importante, os tratamentos de saúde mental, especialmente para doenças como o TEPT, poderiam ser intensificados, simplesmente visando à forma como as memórias traumáticas são codificadas e lembradas, o que nos proporcionaria novas maneiras de gerenciar pensamentos intrusivos.