Em um mundo em constante mudança, os animais, incluindo os humanos, precisam se adaptar rapidamente ao seu ambiente e aprender a tomar decisões que levem aos melhores resultados possíveis. Na maioria dos casos, esse tipo de aprendizado acontece por meio da experiência direta; quando confrontados com uma escolha entre dois itens ou eventos específicos, os animais recorrem à experiência anterior envolvendo as mesmas opções. No entanto, animais com cérebros mais desenvolvidos, como macacos e símios, também podem inferir o resultado de uma decisão com base no conhecimento de situações passadas semelhantes, mesmo quando não experimentaram diretamente essas opções específicas antes. Assim, o processo de tomada de decisão geralmente envolve um equilíbrio entre estratégias comportamentais baseadas na experiência e no conhecimento.
Em primatas, a região do córtex orbitofrontal (OFC) do cérebro é responsável por esse ato de equilíbrio. Ela não só participa diretamente na tomada de decisões, mas também ajuda a “atualizar” os valores internos que os primatas usam para avaliar o quão boa é uma opção. Além disso, o OFC parece necessário para avaliar corretamente opções com as quais um indivíduo não tem experiência direta. Apesar desse conhecimento, os papéis precisos do OFC na tomada de decisões e se papéis distintos dependem de vias neuronais separadas permanecem obscuros, bem como bastante difíceis de estudar.
Felizmente, conforme relatado em um artigo publicado em Comunicações da Natureza online em 28 de agosto de 2024, uma equipe de pesquisa do Japão conseguiu lançar luz sobre essa questão. Usando uma abordagem de última geração desenvolvida anteriormente pela equipe, eles seletivamente ligaram e desligaram diferentes vias neuronais originadas do OFC em macacos durante tarefas comportamentais recém-projetadas, revelando suas funções independentes. Este estudo foi liderado por Kei Oyama e pelo líder do grupo Takafumi Minamimoto, ambos do National Institutes for Quantum Science and Technology.
Nas tarefas comportamentais usadas para os experimentos, os macacos tinham que escolher entre duas imagens apresentadas a eles, e uma quantidade predeterminada de suco era dada como recompensa dependendo da seleção. Logo, os macacos aprenderam a associar imagens com a quantidade de suco que receberiam. Os pesquisadores mudariam periodicamente o conjunto de imagens apresentadas aos animais e também inverteriam os valores de recompensa, fazendo com que as piores opções se tornassem as melhores e vice-versa. No geral, essas tarefas testaram a capacidade dos macacos de aprender com a experiência (por meio de tentativa e erro) e lidar com situações com as quais estavam familiarizados (por meio de inferência baseada em conhecimento).
À medida que os macacos realizavam essas tarefas, os pesquisadores usaram um interruptor químico introduzido geneticamente, chamado receptor quimogenético, que poderia efetivamente ligar e desligar neurônios do OFC mediante administração de um medicamento específico. Guiados por tomografia computadorizada, tomografia por emissão de pósitrons e ressonância magnética, a equipe foi capaz de avaliar os efeitos da injeção local de um medicamento que silenciou temporariamente distintas vias neuronais originárias do OFC.
Ao observar como o desempenho dos macacos mudou, os pesquisadores puderam determinar as funções dessas vias. Eles descobriram que a via OFC que se conecta ao núcleo caudado é necessária para a adaptação baseada em experiência, enquanto a via OFC que se conecta ao tálamo mediodorsal é importante na adaptação baseada em conhecimento.
Como os cérebros dos macacos são surpreendentemente semelhantes em estrutura aos nossos, conclusões importantes relevantes para os humanos podem ser tiradas das descobertas. “Uma implicação fundamental do nosso trabalho é que ele pode ajudar a explicar por que os indivíduos abordam a mesma situação de maneiras diferentes. Algumas pessoas podem confiar mais em tentativa e erro, enquanto outras preferem uma abordagem mais sistemática com base em conhecimento prévio”, reflete Minamimoto. Acrescentando mais, ele diz: “Essas diferenças em estilos de pensamento, ou ‘padrões de pensamento’, podem estar ligadas a como o cérebro de cada pessoa ativa esses circuitos específicos, e entender essas variações pode nos ajudar a desenvolver estratégias personalizadas para melhorar a tomada de decisões e habilidades de resolução de problemas para aqueles que podem ter dificuldades com um tipo específico de pensamento.”
Para adicionar a isso, entender os papéis precisos das estruturas cerebrais é imensamente útil ao investigar neuropatologias e transtornos psiquiátricos. “Nossas descobertas podem contribuir para novos tratamentos para transtornos mentais e neurológicos, como transtorno obsessivo-compulsivo, em que os pacientes têm dificuldade de se adaptar a situações de mudança. Ao mirar os circuitos cerebrais específicos envolvidos nessas duas estratégias, podemos criar terapias mais eficazes que ajudem a restaurar o pensamento equilibrado”, comenta Oyama. Compartilhando seus pensamentos finais e a aplicabilidade real desta pesquisa, ele diz: “Por fim, nossa pesquisa tem aplicações em IA e robótica, onde essa compreensão dos circuitos cerebrais pode inspirar sistemas mais adaptáveis que alternam entre diferentes métodos de resolução de problemas, dependendo da situação.”
Embora o cérebro seja, sem dúvida, um dos maiores quebra-cabeças do universo conhecido, estudos como este são um trampolim para uma imagem mais clara de como ele funciona internamente, tanto em nossas cabeças quanto na de nossos companheiros animais.
