Os cientistas identificaram um grupo de neurônios localizados em uma região antiga do cérebro que desempenha um papel fundamental em ajudar os animais a se concentrarem. Essas células parecem melhorar a atenção, filtrando as distrações e direcionando o cérebro para as informações mais importantes.
A descoberta, feita em ratos por investigadores da Universidade Johns Hopkins, aponta para um sistema cerebral que é partilhado por todos os vertebrados, incluindo os humanos. As descobertas poderão eventualmente ajudar os pesquisadores a desenvolver tratamentos mais precisos para distúrbios relacionados à atenção.
“Uma marca registrada do TDAH é que mesmo distratores fracos desviam a atenção – e é exatamente isso que vemos aqui quando esses neurônios são silenciados”, disse o autor sênior Shreesh Mysore, neurocientista que estuda circuitos neurais ligados ao comportamento. “Mas no dia seguinte, quando os neurônios são reativados, o mesmo animal pode ignorar novamente os distratores, mesmo os muito fortes”.
O estudo financiado pelo governo federal foi publicado recentemente em Comunicações da Natureza e selecionado como destaque editorial.
Região cerebral antiga ligada à atenção
Os humanos e outros animais classificam constantemente informações concorrentes, concentrando-se no que é mais importante e ignorando sinais menos importantes. Essa habilidade, conhecida como atenção espacial seletiva, permite que as pessoas acompanhem uma conversa em uma sala barulhenta ou localizem um amigo em um espaço lotado. As dificuldades nesse processo estão associadas a condições como autismo e Transtorno de Déficit de Atenção/Hiperatividade (TDAH).
Durante muitos anos, os cientistas acreditaram que a atenção era controlada principalmente pelo córtex pré-frontal, uma região do cérebro especialmente desenvolvida em humanos e outros primatas. No entanto, essa explicação deixa uma questão importante sem resposta. Muitos animais também conseguem concentrar a atenção, apesar de não possuírem um córtex pré-frontal altamente desenvolvido.
“Se realmente retrocedermos na evolução, durante centenas de milhões de anos, as aves tiveram esta capacidade, os peixes tiveram esta capacidade. E eles normalmente não têm um córtex pré-frontal altamente desenvolvido, então como é que o cérebro resolve este problema?” disse o autor principal Ninad Kothari, pós-doutorado no Departamento de Ciências Psicológicas e do Cérebro da universidade. “Fomos capazes de identificar uma região evolutivamente antiga no tronco cerebral que proporciona essa capacidade”.
Os neurônios do tronco cerebral atuam como um filtro de foco
Os pesquisadores descobriram que a atenção em camundongos também é regulada por uma rede de neurônios inibitórios localizados no tronco cerebral. Esses neurônios estão presentes em espécies de vertebrados, incluindo pássaros e peixes. A decisão de investigar estas células em ratos surgiu de trabalhos anteriores de Mysore e outros investigadores que estudam aves, rãs e tartarugas.
Para testar o papel dos neurônios, a equipe desenvolveu uma tarefa de atenção semelhante às usadas em estudos em humanos. Os ratos visualizaram dicas visuais em uma tela e foram recompensados quando responderam corretamente às informações exibidas diretamente à sua frente, ignorando as dicas que distraíam apareciam ao lado.
Os ratos realizaram a tarefa com sucesso até que os pesquisadores desligaram temporariamente os neurônios do tronco cerebral.
“Quando inativamos esses neurônios, os ratos ficam hiper distraídos”, disse Kothari.
A distração aumenta quando os neurônios estão desativados
Os cientistas realizaram testes adicionais para determinar se os ratos estavam falhando devido a problemas de visão ou dificuldades de movimento. Essas possibilidades foram descartadas.
Em vez disso, os experimentos mostraram que os animais perderam especificamente a capacidade de avaliar informações concorrentes e focar no sinal mais relevante.
“A única coisa prejudicada foi a capacidade de pegar as informações concorrentes, compará-las e prestar atenção ao local com as informações mais importantes”, disse Mysore. “Esta parte do cérebro é como um mecanismo de seleção de atenção. Ajuda a resolver a questão: ‘Qual é a informação mais importante à qual devo prestar atenção agora?'”
Implicações potenciais para TDAH e autismo
Os investigadores querem agora compreender melhor exatamente como estes neurónios influenciam a atenção espacial nas espécies de vertebrados e se desempenham uma função semelhante nos humanos.
“Todas as evidências até o momento sugerem que esses neurônios também existem em humanos”, disse Mysore. “Mas eles são responsáveis pela atenção espacial seletiva em humanos? Uma hipótese interessante é que eles desempenham um papel crucial”.
Estudos futuros poderão examinar a atividade desses neurônios em pessoas com TDAH e autismo. Se os investigadores descobrirem que as células funcionam de forma diferente nessas condições, a descoberta poderá ajudar a orientar o desenvolvimento de medicamentos e terapias mais direcionadas.
Os autores do estudo também incluem Arunima Banerjee, Qingcheng (Jessica) Zhang e Wen-Kai You, da Universidade Johns Hopkins.
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