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CIÊNCIA & TECNOLOGIA

O CÉREBRO ‘DECIDE’ APÓS PROCESSAR ESTRATÉGIAS COMPLEXAS – ESTUDO

O cérebro é capaz de avaliar várias estratégias complexas em simultâneo para tomar uma decisão, aponta um estudo divulgado, esta quinta-feira, pela Fundação Champalimaud que abre porta a novas formas de pensar os processos envolvidos na tomada de decisões.

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O cérebro é capaz de avaliar várias estratégias complexas em simultâneo para tomar uma decisão, aponta um estudo divulgado, esta quinta-feira, pela Fundação Champalimaud que abre porta a novas formas de pensar os processos envolvidos na tomada de decisões.

Como é que decidimos que fila escolher nas caixas do supermercado? Foi a partir desta escolha, aparentemente simples, do dia-a-dia de qualquer pessoa que um grupo de investigadores partiu para estudar os processos envolvidos na tomada de decisões.

Porque, por muito simples que pareça, a escolha pode envolver um número alargado de estratégias de decisão, desde contar o número de pessoas em cada fila, o número de artigos no carrinho ou mesmo a velocidade de cada operador.

De acordo com as conclusões de um estudo divulgado esta quarta-feira, perante uma decisão com tantos fatores a considerar, o cérebro é capaz de calcular várias estratégias alternativas de decisão em simultâneo, em vez de se comprometer apenas com uma.

O estudo foi conduzido por três investigadores, na Fundação Champalimaud em Lisboa, que desenharam uma espécie de mundo virtual para ratinhos, onde tinham como tarefa procurar água.

Neste mundo virtual, qualquer zona podia oferecer água, mas de forma inconsistente, ou seja, “de um momento para o outro pode “secar” e deixar de dispensar água”, explica a Fundação em comunicado, acrescendo que, dessa forma, os ratinhos tinham que decidir quando sair de um determinado local e ir para outro.

Um pouco à semelhança das filas de supermercado, também esta escolha pode envolver várias estratégias, cada uma combinando, neste caso, erros e tentativas bem-sucedidas ao longo de tempo de forma particular e, portanto, com uma “assinatura do tempo decorrido”, ou variável de decisão, própria.

Dessa forma, quando monitorizavam a atividade de grandes grupos de neurónios individuais no córtex pré-motor enquanto os ratinhos desempenhavam a tarefa, foi possível aos investigadores procurar combinações dos perfis temporais de atividade dos neurónios pré-motores, que poderiam assemelhar-se às variáveis de decisão associadas a diferentes estratégias.

A conclusão surpreendeu a equipa: “Apesar de cada ratinho se concentrar na sua própria estratégia, os seus cérebros não”.

“O cérebro pode realmente executar várias estratégias de contagem diferentes ao mesmo tempo, o que nos remete para o conceito de superposição na mecânica quântica”, refere Zack Mainen, um dos investigadores principais, citado em comunicado.

Como explica outra das investigadoras, Fanny Cazettes, apesar de a atividade no córtex pré-motor refletir a estratégia que o animal estava realmente a usar, refletia também “variáveis de decisão alternativas úteis para a mesma tarefa e até mesmo variáveis de decisão úteis para outras tarefas”.

As conclusões abrem agora porta a novas formas de pensar os processos envolvidos na tomada de decisões, explica a investigadora, adiantando que o próximo passo será investigar como o cérebro seleciona entre diferentes variáveis de decisão e como essas decisões são traduzidas numa ação.

Alfonso Renart, também investigador principal, sublinha que a possibilidade de representar, em simultâneo, as estratégias usadas e não utilizadas poderá facilitar a flexibilidade cognitiva e de aprendizagem, uma vez que “a mudança de estratégias requer apenas que seja dada atenção à variável de decisão pré-computada correta, em vez de construí-la do zero”.

“[As conclusões] podem ainda ter implicações para o desenvolvimento de sistemas de ‘machine learning’ [a utilização de dados e algoritmos para imitar a forma como os humanos aprendem] mais flexíveis e adaptáveis, o que poderá ser particularmente útil em situações onde há um alto grau de incerteza ou complexidade”, acrescenta Zach Mainen.

CIÊNCIA & TECNOLOGIA

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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