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CIÊNCIA & TECNOLOGIA

ESTUDO: O CÉREBRO ANTECIPA CENÁRIOS ATRAVÉS DA CODIFICAÇÃO DE EXPERIÊNCIAS TEMPORAIS

Um estudo recentemente publicado na revista Nature revela informação inédita fundamental sobre a forma como o cérebro aprende com as experiências vivenciadas e antecipa potenciais acontecimentos futuros. A equipa de investigação estudou o hipocampo e o córtex entorrinal – regiões do cérebro cruciais para a memória e a aprendizagem – em indivíduos submetidos a procedimentos clínicos.

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Um estudo recentemente publicado na revista Nature revela informação inédita fundamental sobre a forma como o cérebro aprende com as experiências vivenciadas e antecipa potenciais acontecimentos futuros. A equipa de investigação estudou o hipocampo e o córtex entorrinal – regiões do cérebro cruciais para a memória e a aprendizagem – em indivíduos submetidos a procedimentos clínicos.

O primeiro autor do estudo e investigador do Centro de Imagem Biomédica e Investigação Translacional (CIBIT) do Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde (ICNAS) da Universidade de Coimbra, Pawel Tacikowski, refere que “a capacidade de reconhecer padrões e antecipar potenciais eventos futuros é uma parte essencial da aprendizagem humana”.

Estudos anteriores recorreram a técnicas de neuroimagem, como a ressonância magnética funcional (fMRI), para estudar a forma como estes processos ocorrem no cérebro. No entanto, este tipo de métodos não permite uma observação direta da atividade neuronal. Neste estudo inovador, os investigadores conseguiram registar a atividade neuronal de células individuais em tempo real, permitindo uma nova compreensão dos processos de codificação cerebral.

Os participantes no estudo visualizaram uma série de imagens numa sequência específica, sem que lhes tivesse sido dito para memorizarem ou preverem nada. Surpreendentemente, os neurónios do hipocampo e do córtex entorrinal ajustaram gradualmente a sua atividade para refletir o padrão subjacente, mostrando que o cérebro foi capaz de aprender implicitamente a estrutura da sequência e construir um mapa mental de ‘quando’ e ‘o quê’ se seguiria.

Os investigadores observaram também que os neurónios ativaram o mesmo padrão espontaneamente. Pensa-se que esta atividade de repetição é a forma como o cérebro consolida a aprendizagem.

Os resultados obtidos permitem-nos compreender melhor como o nosso cérebro codifica e memoriza a sequência das nossas experiências vivenciadas, combinando informação sobre “o que” acontece e “quando” acontece, permitindo assim antecipar comportamentos futuros.

“Estamos muito entusiasmados com este estudo. Poder compreender como é que o cérebro organiza temporalmente as nossas vivências pode ter aplicações clínicas importantes, com em futuras terapias para melhorar a memória, que poderão centrar-se no aumento da atividade neuronal específica que representa as memórias relevantes”, acrescenta o investigador.

Além do primeiro autor, Pawel Tacikowski, são coautores do estudo os investigadores Güldamla Kalender, Davide Ciliberti, e Itzhak Fried. A investigação decorreu na Universidade da Califórnia, Los Angeles (Departamento de Neurocirurgia), no Instituto Karolinska (Departamento de Neurociências) e na Universidade de Coimbra.

O artigo científico Human hippocampal and entorhinal neurons encode the temporal structure of experience está disponível aqui: https://www.nature.com/articles/s41586-024-07973-1.

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MARTE TEVE PERÍODOS QUENTES E ÁGUA DURANTE 40 MILHÕES DE ANOS

Cientistas de Harvard determinaram os mecanismos químicos através dos quais Marte era capaz de manter calor suficiente nos seus primórdios para sustentar água e possivelmente vida.

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Cientistas de Harvard determinaram os mecanismos químicos através dos quais Marte era capaz de manter calor suficiente nos seus primórdios para sustentar água e possivelmente vida.

O facto de atualmente Marte ser frio e seco mas ter tido rios e lagos há vários milhares de milhões de anos intriga os cientistas há décadas.

“Tem sido um verdadeiro mistério que houvesse água líquida em Marte, porque Marte está mais longe do Sol e, além disso, o Sol era mais fraco no início”, explicou, em comunicado, Danica Adams, investigadora de pós-doutoramento da NASA na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas John A. Paulson (SEAS) de Harvard e principal autora do novo artigo publicado na Nature Geoscience.

Anteriormente, existia a teoria de que o hidrogénio era o ingrediente mágico que, quando misturado com o dióxido de carbono da atmosfera marciana, desencadeava episódios de aquecimento global. Mas a vida útil do hidrogénio atmosférico é curta, pelo que foi necessária uma análise mais detalhada.

Agora, Adams, o professor Robin Wordsworth de Ciências Ambientais e Engenharia na SEAS, e a sua equipa realizaram modelação fotoquímica (semelhante aos métodos utilizados hoje em dia para rastrear poluentes atmosféricos) para preencher os detalhes da relação da atmosfera marciana primitiva com o hidrogénio e como este relacionamento mudou ao longo do tempo.

“Marte antiga é um mundo perdido, mas pode ser reconstruído em detalhe se fizermos as perguntas certas”, frisou Wordsworth.

“Este estudo sintetiza a química atmosférica e o clima pela primeira vez para fazer algumas previsões surpreendentes que podem ser testadas quando trouxermos rochas de Marte para a Terra”, acrescentou.

Adams modificou um modelo chamado CINETICA para simular como uma combinação de hidrogénio e outros gases que reagem com o solo e o ar controlavam o clima marciano primitivo.

Descobriu que durante os períodos Noachiano e Hesperian, entre há 4 e 3 mil milhões de anos, Marte passou por períodos quentes episódicos ao longo de cerca de 40 milhões de anos, com cada evento a durar 100.000 anos ou mais.

Estas estimativas são consistentes com as características geológicas de Marte atualmente. Os períodos quentes e húmidos eram causados pela hidratação da crosta, ou perda de água do solo, que fornecia hidrogénio suficiente para se acumular na atmosfera durante milhões de anos.

“Identificámos escalas de tempo para todas estas alternâncias. E descrevemos todas as peças no mesmo modelo fotoquímico”, sublinhou Adams.

O trabalho de modelação fornece novas perspetivas potenciais sobre as condições que sustentaram a química prebiótica (os fundamentos da vida posterior como a conhecemos) durante os períodos quentes, e os desafios para a persistência dessa vida durante os intervalos frios e oxidativos.

Adams e outros cientistas estão a começar a trabalhar para encontrar evidências destas alternâncias utilizando modelos químicos isotópicos e planeiam comparar estes resultados com rochas da próxima missão Mars Sample Return (MRS).

Como Marte não possui placas tectónicas, ao contrário da Terra, a superfície visível atualmente é semelhante à de antigamente, tornando a sua história dos lagos e rios muito mais intrigante, realçou ainda.

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ASTEROIDE BENNU REVELOU EXISTÊNCIA DE MOLÉCULAS DE ADN

Cientistas japoneses detetaram numa amostra do asteroide Bennu as moléculas necessárias para a formação de ADN e ARN, suportando a teoria de que os asteroides podem ter transportado, por impacto, os blocos de construção da vida para a Terra.

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Cientistas japoneses detetaram numa amostra do asteroide Bennu as moléculas necessárias para a formação de ADN e ARN, suportando a teoria de que os asteroides podem ter transportado, por impacto, os blocos de construção da vida para a Terra.

De acordo com o trabalho publicado esta quarta-feira na revista científica Nature Astronomy, as amostras analisadas revelaram a presença das cinco bases nitrogenadas — adenina, guanina, citosina, timina e uracilo — necessárias para a construção de ADN e ARN.

Foram igualmente identificados pelos investigadores da Universidade Hokkaido, no Japão, os compostos xantina, hipoxantina e ácido nicotínico (vitamina B3).

Uma amostra de 121,6 gramas do asteroide Bennu chegou à Terra em 2023 à “boleia” da missão Osiris-Rex, da agência espacial norte-americana (NASA).

Tratou-se da maior amostra extraterrestre recolhida e enviada para a Terra.

Segundo uma das teses, os asteroides (corpos rochosos do Sistema Solar) contribuíram com água e componentes químicos essenciais para a vida na Terra há milhares de milhões de anos.

Embora os meteoritos na Terra provenham de asteroides, a interpretação dos seus dados “é desafiante” face à “exposição à humidade” da atmosfera e a “uma biosfera descontrolada”, refere a Universidade Hokkaido em comunicado, assinalando que “amostras imaculadas recolhidas de asteroides no espaço são os candidatos ideais”.

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