Ver e imaginar ativam as mesmas células cerebrais, diz estudo

Ver um objeto e, mais tarde, imaginá-lo de novo aciona muitas das mesmas células do cérebro, segundo uma pesquisa recente.

Essa sobreposição entre enxergar e imaginar dá às imagens mentais uma base biológica mais sólida e ajuda a entender por que memória, arte e visões intrusivas podem parecer tão reais.

Reaproveitando o mesmo padrão neural

Em unidades hospitalares de epilepsia, 16 adultos olharam primeiro para centenas de imagens e, depois, em outro momento, trouxeram algumas delas de volta pela memória.

A partir desses registros, o Dr. Ueli Rutishauser, da Universidade de Ciências da Saúde Cedars-Sinai, constatou que muitas das células que respondiam durante a visão voltavam a disparar durante a imaginação.

Essa “reexecução” não apareceu em todo o sistema visual, mas foi suficientemente forte para indicar que objetos lembrados reutilizam parte do mesmo padrão neural.

O que exatamente reinicia esse padrão ainda não foi esclarecido, e a descoberta deixa no ar a próxima pergunta.

Onde o código está

Nas profundezas do córtex temporal ventral - uma área visual que organiza objetos complexos -, 456 de 714 neurónios registrados reagiram de forma seletiva ao que era mostrado.

Muitos desses neurónios estavam no giro fusiforme, uma dobra cerebral fortemente ligada ao reconhecimento de rostos.

Estudos anteriores com exames de imagem do cérebro já sugeriam um cruzamento entre visão e imaginação, mas essas técnicas não conseguiam demonstrar que se tratava das mesmas células.

Os registros de neurónio único mudaram esse cenário ao revelar as células exatas, e não apenas a “vizinhança”, onde percepção e imaginação se encontram.

Decifrando o padrão

Cerca de 80 percent dos neurónios que respondiam ao ato de ver seguiam uma regra já observada no córtex de primatas.

Quando o padrão era observado em muitas imagens, formava-se um código neural: um modo de disparo repetível que carrega informação.

“Nosso estudo revelou o código que usamos para recriar as imagens”, afirmou o Dr. Ueli Rutishauser, neurocientista do Cedars-Sinai.

Com esse padrão mapeado, o estudo pôde avaliar se a memória reativava o mesmo “desenho” ou construía um diferente.

Reconstruindo objetos com atividade cerebral

Ao combinar as respostas de muitas células ao mesmo tempo, os pesquisadores reconstruíram objetos vistos com uma precisão impressionante usando apenas a atividade cerebral.

Em 487 de 500 casos, o padrão decodificado ficou mais próximo do que seria esperado ao acaso da imagem correta, entre várias alternativas.

A inteligência artificial contribuiu ao transformar as imagens em descrições numéricas e, em seguida, gerar novas imagens que estimulavam mais fortemente neurónios selecionados.

Esses testes foram importantes porque acertar com imagens não vistas indicava que o código era consistente, e não um detalhe específico de uma única tarefa.

A imaginação reativa o que foi usado ao ver

Depois, seis participantes imaginaram um pequeno conjunto de imagens após tê-las visto, o que permitiu à equipa comparar visualização com recordação.

Aproximadamente 40 percent - ou 43 de 107 neurónios ajustados a imagens específicas - reativaram em consonância com o padrão original.

Segundo Rutishauser, o resultado indica que a imaginação funciona ao reativar células que foram usadas primeiro durante a visão real.

Algumas células respondiam apenas ao ver, ou apenas ao imaginar, mostrando que há sobreposição sem ser uma identidade total.

Ver versus imaginar

O facto de partilharem um código não tornou os dois estados iguais, porque a população mais ampla de neurónios ainda carregava sinais suficientes para diferenciá-los.

Em 231 neurónios, as taxas médias de disparo durante percepção e imaginação pareciam semelhantes, mas testes computacionais ainda conseguiam distinguir um estado do outro.

Até um único neurónio escolhido ao acaso já fornecia respostas acima do acaso, e a precisão deixou de melhorar muito depois de cerca de 100 neurónios.

Assim, o cérebro consegue reutilizar um código sensorial e, ao mesmo tempo, marcar se a imagem veio dos olhos ou da memória.

Por que o visual domina

O código reaproveitado parecia principalmente visual, e não verbal ou baseado em significados, o que restringiu o que a imaginação estava de facto reativando.

Modelos baseados em características da imagem explicaram melhor os neurónios do que modelos construídos a partir de significados de palavras ou rótulos de categoria.

Isso também combina com a sensação de imagens mentais, que muitas vezes chegam como formas, texturas e disposição no espaço antes de a linguagem “acompanhar”.

Como este trabalho mediu células individuais, ele ligou essa experiência cotidiana a um processo biológico concreto, em vez de uma metáfora.

Construindo conteúdo sensorial a partir da memória

Esses achados dão à imaginação visual uma biologia mais nítida, o que pode ajudar a explicar tanto a criação de imagens na criatividade quanto cenas intrusivas indesejadas.

Os pesquisadores descrevem esse sistema de repetição como um modelo generativo: um processo neural capaz de construir conteúdo sensorial detalhado a partir da memória.

Na prática clínica, já se sabe que o transtorno de estresse pós-traumático pode envolver imagens mentais vívidas e involuntárias, o que torna esse mecanismo relevante do ponto de vista médico.

Para orientar terapias ainda será preciso muito mais evidência, mas um alvo ao nível celular oferece um ponto de partida mais claro do que observar apenas sintomas.

Limitações do estudo e pesquisas futuras

Um mistério importante permanece “a montante”, porque o estudo não identificou qual sinal manda essas células visuais reiniciarem o padrão.

Entre as fontes possíveis estão o hipocampo - um centro profundo de memória para armazenar experiências - e regiões frontais de controlo associadas à recordação.

Outra limitação veio dos próprios voluntários: todos tinham epilepsia e a maioria relatou imaginação visual forte.

Essas fronteiras deixam espaço para estudos de seguimento com pessoas de imaginação fraca, com alucinações ou com transtornos que confundem imaginação e realidade.

Ao demonstrar que a imaginação reativa grande parte da mesma maquinaria celular usada ao ver, o trabalho torna as imagens mentais mais mensuráveis.

Um mapa mais claro pode orientar tratamentos futuros e ferramentas inspiradas no cérebro, mas também evidencia como é fina a linha entre realidade e imaginação.