Dois artigos publicados em 20 de junho na revista científica Cell mostraram que morcegos e ratos egípcios, respectivamente, podem “sincronizar” ondas cerebrais em situações sociais.
A sincronização da atividade neural no cérebro de parceiros de conversação humanos já foi mostrada anteriormente, como resultado de uma pessoa pegando sinais sociais de outra e modulando seu próprio comportamento com base nessas sugestões.
Estes estudos sugerem agora que algo semelhante ocorre quando os animais se envolvem em interações sociais naturais. Os cientistas também descobriram que alguns aspectos do comportamento social dos animais podem ser previstos com base em observações neurais.
Modelos animais são realmente importantes para poder estudar fenômenos cerebrais em níveis que normalmente não podemos acessar em seres humanos. Como os morcegos são extremamente sociais e vivem naturalmente em ambientes sociais altamente complexos, eles são um ótimo modelo para abordar questões científicas importantes sobre o comportamento social e os mecanismos neurais subjacentes”, diz Michael Yartsev, do Departamento de Bioengenharia da Universidade da Califórnia e autor de um dos artigos.
Se você pensa no cérebro como uma caixa preta que recebe dados e dá algum tipo de resultado em resposta, estudar as interações sociais é como tentar entender como a saída de uma caixa fornece dados a outra e como essas duas caixas funcionam juntas para criar um loop. Nossa pesquisa em ratos nos permite observar essas caixas pretas e ver melhor a maquinaria interna”, explica Weizhe Hong do Departamento de Química Biológica e Neurobiologia da Universidade da Califórnia, outro autor de um dos artigos.
Estudos anteriores mostrando como a atividade neural em seres humanos se torna sincronizada durante as interações sociais usaram tecnologias como fMRI e EEG, que analisam a atividade cerebral com resoluções espaciais e temporais relativamente grosseiras. Esses estudos descobriram que, quando duas pessoas interagem, estruturas em seu cérebro simultaneamente decodificam e respondem a sinais da outra pessoa.
Como os novos estudos analisaram a atividade neural em um nível de detalhe que é difícil de obter em humanos, eles poderiam explorar o mecanismo neural detalhado subjacente a esse fenômeno.
A equipe de cientistas monitorou os morcegos em sessões de cerca de 100 minutos cada, em que participavam de uma ampla gama de interações sociais naturais, como aliciamento, acasalamento e luta. Os morcegos foram filmados com câmeras de alta velocidade, e seus comportamentos e interações específicos foram cuidadosamente caracterizados.
Enquanto isso acontecia, os cientistas usavam uma tecnologia chamada eletrofisiologia sem fio para registrar simultaneamente a atividade cerebral nos córtices frontais dos morcegos através de uma ampla gama de sinais neurais, variando de oscilações cerebrais a neurônios individuais e populações neurais locais. Eles viram que os cérebros de diferentes morcegos se tornaram altamente correlacionados e que essa correlação era mais pronunciada na faixa de altas frequências de oscilações cerebrais. Além disso, a correlação entre os cérebros de morcegos individuais se estendeu por múltiplas escalas de tempo de interações sociais, variando de segundos a horas. Notavelmente, olhando para o nível de correlação, eles poderiam prever se os morcegos iniciariam interações sociais ou não.
Outra equipe da universidade tomou um rumo diferente. Eles usaram um dispositivo chamado microendoscópio miniaturizado para monitorar as atividades cerebrais de ratos durante situações sociais. Esses dispositivos minúsculos, que pesam apenas dois gramas, são montados nos ratos e permitem que os pesquisadores monitorem a atividade de centenas de neurônios ao mesmo tempo em ambos os animais. Eles viram que os ratos também exibem correlações inter-cerebrais (interbrain) em interações sociais naturais, onde os animais interagem livremente entre si. Além disso, o acesso a milhares de neurônios individuais deu-lhes uma visão sem precedentes dos processos de decisão de ambos os animais e revelou que a correlação interbrain emerge de diferentes conjuntos de neurônios que codificam o próprio comportamento e comportamento do parceiro social.
As interações sociais são frequentemente aninhadas no contexto de uma hierarquia de dominância. Ao imaginar dois camundongos em uma interação social competitiva, eles descobriram que o comportamento do animal dominante impulsiona a sincronia mais fortemente do que o comportamento do animal subordinado. Notavelmente, eles também descobriram que o nível de correlação entre dois cérebros prediz como os ratos responderão ao comportamento uns dos outros, bem como as relações de dominância que se desenvolvem entre eles.
As interações sociais naturais são complexas. É importante abraçar essa complexidade para entender as interações sociais da vida real no nível neural, diz Wujie Zhang, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Yartsev e primeiro autor do artigo sobre morcegos frugívoros.
Sabemos que as interações sociais são alteradas em muitas doenças mentais em humanos, incluindo transtornos do espectro do autismo e esquizofrenia. Desenvolver um sistema de modelo geneticamente tratável abre a possibilidade de explorar como a sincronia inter-cerebral é interrompida em pessoas com essas condições e pode fornecer novas informações sobre possíveis intervenções”, diz Lyle Kingsbury, um estudante de pós-graduação no Hong Lab (laboratório que investiga a base molecular da especialização sináptica e seu papel na fisiologia, comportamento e doenças).
Os artigos publicados na revista Cell estão disponíveis neste link e também neste link.