Feche seus olhos. O que você vê? As imagens que se formam são todas parte de uma paisagem mental consciente. Mas como o cérebro processa o mundo ao seu redor permanece um mistério para a ciência.
No passado, provocar as complexidades de como o cérebro humano dá sentido à entrada visual era quase impossível. Não foi até recentemente que os cientistas podiam observar diretamente os neurônios individuais no trabalho. Agora, o Allen Institute for Brain Science em Seattle está lançando o Allen Brain Observatory para usar essa nova tecnologia para investigar a cognição de uma maneira incomum: eles fazem os ratos assistirem a filmes.
O projeto envolve 25 ratos de laboratório geneticamente modificados para que seus neurônios acendam quando demitidos, relata Arlene Weintraub, da Forbes . Cada rato também tinha uma pequena janela implantada em sua cabeça para que os pesquisadores pudessem observar os neurônios fluorescentes em seu córtex visual.
Os roedores correram em uma esteira enquanto assistiam a um clipe da abertura de 1958 de Orson Welles Touch of Evil. Quando as imagens apareceram na tela à sua frente, os pesquisadores registraram sua atividade cerebral com um microscópio de dois fótons.
Embora isso possa parecer uma escolha incomum para o estudo, de acordo com Jon Hamilton, da NPR, a cena de abertura de três minutos deste filme de culto clássico parece ter sido feita sob medida para o estudo. "É preto e branco e tem contrastes agradáveis e tem um longo caminho sem ter muitas interrupções", explica Christof Koch, diretor científico do Instituto Allen.
O filme pareceu ser um sucesso entre os ratos. R. Clay Reid, um investigador sênior do projeto, diz a Weintraub que os 18 mil neurônios monitorados se acenderam. "Durante o curso do filme, os neurônios responderam a diferentes partes em diferentes momentos e de maneiras interessantes", diz ele. "Foi notável como as respostas de diferentes neurônios foram variadas a esses estímulos".
O microscópio registrou quando um neurônio disparou e sua intensidade. Correlacionar esses dados com a imagem na tela permitiu aos pesquisadores mapear a função de cada neurônio. Por exemplo, alguns neurônios só disparavam quando linhas verticais apareciam na tela. Outros se acenderam quando a câmera tocou. Os pesquisadores também realizaram vários outros experimentos, como mostrar as imagens dos ratos de insetos ou animais e imagens de barras pretas e brancas, registrando como os neurônios responderam. O projeto levou quatro anos e envolveu 360 sessões experimentais, produzindo 30 terabytes de dados, relata Helen Shen na Nature .
A pesquisa já revelou alguns padrões incomuns, relata Brendan Cole, da Wired . Os mesmos neurônios que disparam quando os ratos olham para uma foto de uma borboleta, por exemplo, também se acendem quando a câmera se desloca durante o filme. Por que exatamente não se sabe, mas os pesquisadores de Allen esperam que a comunidade científica mais ampla os ajude a descobrir isso.
É por isso que eles lançaram publicamente o conjunto de dados como parte do Allen Brain Atlas de código aberto. O projeto já hospedou vários dados sobre cérebros de ratos e humanos desde 2006 e faz parte do ambicioso projeto de meio bilhão de dólares do co-fundador da Microsoft, Paul Allen, para mapear o cérebro humano.
"Isso é basicamente uma pechincha", diz o neurocientista computacional Steven Zucker, da Universidade de Yale, a Shen. “É como se alguém abrisse as portas para o maior laboratório de neurociência do mundo para os teóricos do mundo e dissesse: 'Entre e brinque com nossos dados'”.
Esses 18.000 neurônios são apenas um começo muito pequeno. "Quando terminarmos, será um conjunto de dados enciclopédico completo, on-line, que os cientistas podem compartilhar e usar como ponto de partida", diz Reid ao Weintraub. O próximo passo é expandir o trabalho para monitorar os ratos enquanto eles executam outras tarefas. Nenhuma palavra ainda sobre se isso incluirá levá-los de volta ao cinema.
