No Campus com Helder Coelho

Como o cérebro calcula

Helder Coelho

A descoberta do Global Positioning System (GPS) do nosso cérebro, feita por John O´Keefe e pelos seus alunos de doutoramento, o casal Edvard e May-Britt Moser (e que lhes permitiu ganhar, os três, o prémio Nobel da Fisiologia ou Medicina de 2014), explicou como conhecemos onde estamos e somos capazes de navegar de um lado para o outro. Finalmente, um dos problemas que ocupara filósofos e cientistas, ao longo de séculos, foi resolvido. Falta ainda encontrar o porquê dos doentes de Alzheimer serem incapazes de reconhecer o ambiente (sala, rua, paisagem) que os cerca.

Foram necessárias duas partes para quebrar este quebra-cabeças: em 1971, O´Keefe mostrou que um conjunto de células neuronais tornava-se ativo quando um rato estava num lugar de um quarto, e um conjunto diferente ficava ativo quando o rato ia para um lugar diferente. Estas células localizadas no hipocampo (área do cérebro associada à memória) foram chamadas place cells (células de lugar) e constituem um mapa. Em 2005, o casal Moser encontrou a outra parte do cérebro onde se localiza a carta náutica, as grid cells (células de grelha) no córtex entorrinal, as quais são parecidas às linhas de longitude e latitude, as quais funcionam como o mecanismo neuronal para julgar uma distância e navegar. A combinação destes dois tipos de células constitui o nosso GPS interno, ou seja a nossa memória espacial. Nós, e os outros animais, criamos representações do mundo externo, dentro do nosso cérebro, e esta descoberta foi reconhecida como um avanço espetacular da ciência cognitiva.

Onde estou? Para onde vou? As células do lugar ajudam-nos a cartografar (guiar) as nossas viagens no mundo, e constituem uma espécie de andaime espaço/temporal/cerebral que suporta a memória autobiográfica. Como o cérebro computa? Não é com Java, mas com um outro tipo de linguagem ainda a descobrir. O caminho para a compreensão dos códigos neuronais da cognição está aberto, e o desafio está lançado simultaneamente à Biologia, à Ciência da Computação e à Filosofia.

Como é que o cérebro gera o comportamento? Vejamos então como os cientistas raciocinaram. Um modo de conhecer a resposta consistia em ligar a atividade daquelas células com o nosso comportamento e o dos animais. O sentido do lugar exigia que se respondesse à questão: quanto do hipocampo seria necessário cortar para que um rato não pudesse se lembrar dos seus novos ambientes envolventes? Seria o hipocampo homogéneo?  Os cientistas descobriram que um dos lados do hipocampo era mais importante, para a memória espacial, do que o outro, ou seja era importante revelar a anatomia daquela parte do cérebro, e em detalhe, para compreender a função cerebral subjacente.

Em 1996, o casal conseguiu dois pós-doutoramentos em Trondheim, um lugar universitário sossegado na Noruega. Obtiveram o apoio financeiro da CEE e da Noruega, e os resultados começaram a surgir. A sua atenção focou-se na descrição do sinal das células de lugar, no hipocampo, e em como os sinais se propagavam fisicamente através dessa área. Adotaram a técnica experimental habitual. O rato (com elétrodos) ia de um lugar para outro, os neurónios disparavam, e formava-se um padrão hexagonal no ecrã do computador. Descobriram que a informação, que ia para as células de lugar, vinha do córtex entorrinal. Ninguém havia prestado atenção a esta área, em parte porque o seu acesso era difícil e porque uma câmara estava perto. Pediram ajuda a um colega de neuroanatomia, e repetiram várias vezes as experiências. Uma surpresa intrigou-os: havia um padrão (rede hexagonal) no ecrã, que não compreendiam, nomeadamente a simplicidade e a regularidade. Era a representação do espaço na linguagem do cérebro, o código. A descoberta foi publicada na revista "Nature" em 2005.

As células de grelha, do cérebro dos ratos, passaram a ser o alvo da observação. O padrão de disparo das células permanecia constante, não dependendo da velocidade e direção do animal. E, havia algo diferente quando se comparava com as células de lugar: se o ambiente mudasse um pouco (a cor das paredes), a taxa de disparo mudava, mas no caso das células de grelha a taxa ficava inalterável. Descobriram também que as diferentes células do córtex geravam muitos tipos diferentes de grelhas, e que se arranjavam de acordo com uma regra matemática precisa. Curiosamente, as células que geravam as grelhas pequenas, com espaço estreito, estavam no topo do córtex, e as que geravam grandes grelhas na parte debaixo do córtex. E, as células que faziam grelhas com o mesmo tamanho e orientação pareciam agrupar-se em módulos.

Este género de novidades, ligando o cérebro, a memória e a localização, já tinham perturbado os filósofos da Antiga Grécia, quando pretendiam memorizar um longo discurso, pois recorriam a mnemónicas, a disposição de um edifício ou uma rua ligada a marcas (referências) mentais para ativar secções da memória. No século 20, os comportamentalistas colocaram como hipótese que os animais tivessem um mapa abstrato do espaço, no interior do cérebro, e agora as células de grelha provaram que havia algo na mente para a resolução espacial e que poupava energia.

Helder Coelho, professor do Departamento de Informática de Ciências
Pessoas posam para fotografia

O 1.º Workshop de Investigação na RAEGE Açores ocorreu entre 8 e 11 de maio de 2025 nas instalações da RAEGE na ilha de Santa Maria.

Foto de Manuel Abreu a receber a Menção Honrosa.

O projeto ESPRESSO recebeu uma menção honrosa do Prémio de Inovação em Ciências e Tecnologias Espaciais 2025. A participação do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) no projeto ESPRESSO, através de equipas da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, recebeu a única menção honrosa do Prémio de Inovação em Ciências e Tecnologias Espaciais da Agência Espacial Portuguesa (PT Space).

João Duarte assume presidência de divisão da União Europeia de Geociências.

João C. Duarte, coordenador do Doutoramento em Geologia da Faculdade de Ciências e investigador no Instituto Dom Luiz, foi nomeado Presidente da Divisão de Tectónica e Geologia Estrutural da União Europeia de Geociências (EGU). A nomeação foi formalizada durante a Assembleia Geral da EGU, que decorreu em Viena, Áustria, entre os dias 27 de abril e 2 de maio de 2025.

Foto de José Mariano Gago

A Faculdade de Ciências reconhece e celebra a excelência dos nossos cientistas que inspiram e impulsionam o avanço contínuo da ciência, conhecimento e inovação.

Tartaruga no oceano

Acaba de ser publicado na revista npj Ocean Sustainability do grupo Nature um artigo liderado por Catarina Frazão Santos, professora da Ciências, investigadora no Centro de Ciências do Mar e do Ambiente (MARE) e investigadora honorária na Universidade de Oxford, que estabelece um novo rumo para a proteção dos oceanos. O artigo reúne uma equipa de cientistas de Portugal, Estados Unidos, Itália, Canadá e Reino Unido que propõe caminhos para otimizar sinergias entre o ordenamento do espaço marinho (OEM) e o planeamento de áreas marinhas protegidas (AMP), em especial num contexto de alterações climáticas.

Joel Laia

Entrevista com Joel Laia, um dos finalistas de Ciências da competição “Três Minutos de Tese – Universidade de Lisboa” - 3MT ULisboa 2025, que se realiza a 22 de maio, pelas 18h00, no Pavilhão de Portugal. O jovem frequenta o programa de doutoramento em Biodiversidade, Genética e Evolução.

árvores caídas na Alameda da Universidade

Reflexão sobre o desenho urbano e o planeamento do espaço público: áreas verdes saudáveis requerem complexidade ecológica, e não apenas árvores espalhadas como ornamentos urbanos. Artigo da autoria de António Vaz Pato e David Avelar, guardiões da HortaFCUL

Rita Eusébio e Joel Laia

Esta é já a 3.ª edição que a ULisboa promove e Ciências esteve envolvida desde o início, com estudantes finalistas e premiados em todas as edições.

Atividades do Dia Aberto

A 24.ª edição do Dia Aberto juntou mais de 2500 alunos dos ensinos básico e secundário de cerca de 350 escolas de norte a sul do País e dos Açores. O programa incluiu cerca de 150 atividades. Leia os testemunhos de quem participou no evento e consulte a fotogaleria.

Cecília Rodrigues, Luís Carriço, Conceição Freitas e Luis Ferreira

Conceição Freitas, professora da Faculdade, tomou posse como presidente do Conselho Científico (CC) da CIÊNCIAS, no passado dia 7 de maio, na Reitoria da ULisboa. Este é o segundo mandato de Conceição Freitas como presidente do CC.

Jorge Relvas e Rui Agostinho

No Dia de Ciências 2025 a Direção da Faculdade de Ciências homenageou o professor aposentado Rui Agostinho reconhecendo o seu impacto na sociedade 2024. A apresentação da distinção coube a Jorge Relvas, subdiretor da Faculdade. Leia o discurso de agradecimento de Rui Agostinho na notícia.

Pessoas na biblioteca

A Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (ULisboa) integra o top 10 do estudo “RepScore™ 2025 - Reputação das marcas em Portugal”, na categoria ensino superior, da consultora OnStrategy.

Ana Cachudo

Ana Cachudo, de 34 anos, natural de Lisboa, é licenciada em Química, pela Faculdade. Este ano letivo, começou a dar aulas de Físico-Química, Física e Química no Colégio Vasco da Gama. Ana Cachudo assistiu à palestra da Faculdade com entusiamo durante o Futura-te, uma atividade do Colégio. Enquanto aluna foi monitora do Dia Aberto. Agora pensa trazer os alunos à Faculdade porque se trata de uma atividade interessante.

Foto do átrio do edifício C3

A Faculdade de Ciências comemorou no dia 29 de abril o seu 114.º aniversário com a celebração do Dia de Ciências. A cerimónia decorreu ao longo da tarde e foi marcada pelo reconhecimento da excelência, reflexão sobre os desafios futuros e pela valorização da comunidade de Ciências.

Cassilda Paz junto ao quadro

Cassilda Paz, de 59 anos, natural de Almancil, em Faro, licenciada em Matemática, nesta faculdade, é professora de Matemática na Escola Secundária de Camões, em Lisboa, desde 2013. Antes, esteve 20 anos na Escola Artística António Arroio e um ano na Escola Filipa de Lencastre. A sua profissão ajuda a definir gerações.

Fotografias das Professoras Teresa Chambel, Ana Respício, Ana Paula Afonso e Cátia Pesquita

Quatro professoras do Departamento de Informática de CIÊNCIAS assinaram um artigo de opinião para assinalar o Girls in ICT Day.

Sessão da DGES no Dia Aberto de Ciências vai esclarecer tudo sobre o acesso ao ensino superior

No próximo dia 7 de maio, a Faculdade de Ciências abre portas a milhares de estudantes do ensino secundário no Dia Aberto 2025.

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José Carvalho SoaresÉ com profundo pesar que a Faculdade de Ciências comunica o falecimento de José Carvalho Soares, professor aposentado do Departamento de Física, o

O investigador do MARE – Centro de Ciências do Mar e do Ambiente e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), José Ricardo Paula, foi distinguido com u

Tânia Graça veio à Faculdade de Ciências!

A saúde começa no bem-estar — e o bem-estar também passa pela saúde sexual. Foi neste espírito que o projeto Ciências em Harmonia recebeu, na passada terça-feira, 15 de abril de 2025, a sexóloga e comunicadora Tânia Graça, num evento que encheu o Grande Auditório da Faculdade de Ciências.

Desejamos a todos os membros da comunidade da Faculdade de Ciências uma Boa Páscoa junto dos seus familiares e amigos.

Avaliação de Unidades de I&D 2023/2024

Já estão disponíveis os resultados do processo de avaliação das Unidades de I&D 2023/2024 da Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), realizado por painéis de especialistas internacionais independentes. As avaliações, divulgadas no passado dia 15 de abril, revelam que, de um total de 13 Centros de I&D de CIÊNCIAS, 12 foram classificados como Excelente ou Muito Bom.

O primeiro prémio da 6.ª edição do Concurso de Ideias para a Sustentabilidade foi atribuído ao projeto ‘Keyhole Garden - A chave para a fertilidade’. A proposta, redigida pelos guardiões da HortaFCUL em colaboração com Cristina Cruz, professora de CIÊNCIAS e investigadora no CE3C - Centro de Ecologia, Evolução e Alterações Ambientais, sugere a criação de hortas-compostores à porta dos bares e cafetarias do campus, como uma forma de aproveitar os resíduos orgânicos trazidos pelos membros da nossa comunidade académica.

Mergulho científico em campanha de monitorização da biodiversidade subaquática ao largo da costa da Ilha da Madeira

O Laboratório Associado ARNET – Aquatic Research NETwork | Rede de Investigação Aquática é uma rede multi-institucional, de dimensão nacional, estabelecida em 11 instituições nacionais e composta por 742 investigadores.

CIÊNCIAS integra o consórcio que, no âmbito de um memorando de entendimento, assinado no passado dia 9 de abril, no Palácio dos Marqueses de Pombal, em Oeiras, dará origem ao futuro Instituto para o Desenvolvimento Sustentável, uma iniciativa inovadora que reúne a Câmara Municipal de Oeiras, várias Escolas e a própria Reitoria da Universidade de Lisboa (FCUL, ISEG, IST, ISA), e a empresa intermunicipal TRATOLIXO.

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