Como o cérebro cria a experiência subjetiva do tempo
Todo mundo sentiu, em um ponto ou outro, que o tempo realmente "voa" quando estamos nos divertindo. Por que parece diferente dependendo do que fazemos com ele? Uma nova pesquisa examina os mecanismos neurológicos que formam a experiência subjetiva do tempo.
O espaço e o tempo estão intimamente relacionados - não apenas na física, mas também no cérebro.
Essa conexão íntima se torna mais clara quando observamos como nossos cérebros formam memórias episódicas.
Memórias episódicas são memórias autobiográficas - isto é, memórias sobre eventos específicos que aconteceram a alguém em um ponto específico no tempo (e espaço).
A memória daquele primeiro beijo, ou da taça de vinho que você compartilhou com seu amigo na semana passada, são exemplos de memórias episódicas. Em contraste, as memórias semânticas referem-se a informações e fatos gerais que nossos cérebros são capazes de armazenar.
As memórias episódicas têm um componente pronunciado de “onde” e “quando”, e pesquisas neurocientíficas mostram que a área do cérebro que processa as informações espaciais está próxima daquela responsável pela experiência do tempo.
Especificamente, um novo estudo revela a rede de células cerebrais que codificam a experiência subjetiva do tempo, e esses neurônios estão localizados em uma área do cérebro adjacente àquela em que outros neurônios codificam o espaço.
O novo estudo foi conduzido por pesquisadores do Instituto Kavli de Neurociência de Sistemas em Trondheim, Noruega. Albert Tsao é o autor principal do artigo, que agora está publicado na revista Natureza.
Neurônios que mudam com Tempo
Mais de uma década atrás, dois dos pesquisadores que trabalharam no estudo recente - May-Britt Moser e Edvard Moser - descobriram uma rede de neurônios chamada células da grade que eram responsáveis pela codificação do espaço.
Essa área é chamada de córtex entorrinal medial. No novo estudo, Tsao e colegas esperavam encontrar uma rede semelhante de células cerebrais que codifica o tempo.
Então, eles começaram a investigar os neurônios em uma área do cérebro adjacente ao córtex entorrinal medial (na qual células da grade foram descobertas). Essa área é chamada de córtex entorrinal lateral (LEC).
Inicialmente, os pesquisadores procuraram um padrão, mas tiveram dificuldade em encontrar um. “O sinal mudava o tempo todo”, diz o coautor do estudo Edvard Moser, professor da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia, também em Trondheim, Noruega.
Assim, os pesquisadores levantaram a hipótese de que talvez o sinal não mudou apenas com o tempo, mas que mudou com Tempo.
“O tempo [...] é sempre único e em mudança”, diz o Prof. Moser. “Se esta rede estivesse de fato codificando para o tempo, o sinal teria que mudar com tempo para registrar experiências como memórias únicas. ”
Então, os pesquisadores começaram a examinar a atividade de centenas de neurônios LEC no cérebro de roedores.
A experiência afeta os sinais de codificação de tempo LEC
Para fazer isso, Tsao e seus colegas registraram a atividade neural de ratos por horas, durante as quais os roedores foram submetidos a uma série de experimentos.
Em um experimento, os ratos correram em uma caixa cujas paredes mudaram de cor. Isso foi repetido 12 vezes para que os animais pudessem definir “múltiplos contextos temporais” ao longo do experimento.
A equipe examinou a atividade neuronal no LEC, distinguindo entre a atividade cerebral que registrou mudanças na cor da parede daquela que registrou a progressão do tempo.
“A atividade [neuronal] no LEC definiu claramente um contexto temporal único para cada época de experiência na escala de tempo de minutos”, escrevem os autores.
Os resultados do experimento "apontam para o LEC como uma possível fonte de informações de contexto temporal necessárias para a formação da memória episódica no hipocampo", acrescentam os pesquisadores.
Em outro experimento, os ratos foram livres para vagar por espaços abertos, escolhendo quais ações tomar e quais espaços explorar em busca de pedaços de chocolate. Este cenário foi repetido quatro vezes.
O co-autor do estudo, Jørgen Sugar, resume as descobertas, dizendo: "A singularidade do sinal de tempo [neuronal] durante este experimento sugere que o rato teve um registro muito bom do tempo e da sequência temporal de eventos durante as 2 horas de duração do experimento."
“Pudemos usar o sinal da rede de codificação de tempo para rastrear exatamente quando no experimento vários eventos ocorreram.”
Açúcar Jørgen
Por fim, um terceiro experimento obrigou os roedores a seguirem um caminho mais estruturado, com opções mais limitadas e menos experiências. Nesse cenário, os ratos tinham que virar à esquerda ou à direita em um labirinto, o tempo todo em busca de chocolate.
“Com esta atividade, vimos o sinal de codificação de tempo mudar o caráter de sequências únicas no tempo para um padrão repetitivo e parcialmente sobreposto”, explica Tsao.
“Por outro lado”, continua ele, “o sinal de ajuste da hora tornou-se mais preciso e previsível durante a tarefa repetitiva”.
“Os dados sugerem que o rato tinha uma compreensão refinada da temporalidade durante cada volta, mas uma compreensão pobre do tempo de volta a volta e do início ao fim ao longo do experimento.”
Como os neurônios LEC codificam a experiência
De acordo com os autores do estudo, "Quando as experiências dos animais foram restringidas por tarefas comportamentais para se tornarem semelhantes em testes repetidos, a codificação do fluxo temporal entre os testes foi reduzida, enquanto a codificação do tempo em relação ao início dos testes foi melhorada."
Como Tsao e seus colegas concluem, "As descobertas sugerem que as populações de neurônios [LEC] representam o tempo inerentemente por meio da codificação da experiência."
Em outras palavras, dizem os pesquisadores, o “relógio neural” do LEC funciona organizando a experiência em uma sequência precisa de eventos distintos.
“Nosso estudo revela como o cérebro dá sentido ao tempo à medida que um evento é vivenciado [...] A rede não codifica explicitamente o tempo. O que medimos é um tempo subjetivo derivado do fluxo contínuo de experiência. ”
Albert Tsao
De acordo com os cientistas, as descobertas sugerem que, ao mudar as atividades e a experiência, pode-se alterar o sinal de tempo dado pelos neurônios LEC. Isso, por sua vez, muda a forma como percebemos o tempo.
Finalmente, os resultados sugerem que as memórias episódicas se formam integrando a informação espacial do córtex entorrinal medial com a informação do LEC no hipocampo.
Isso permite que "o hipocampo armazene uma representação unificada de o quê, onde e quando."
