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

Regina Bispo, professora do Departamento de Estatística e Investigação Operacional (DEIO) da FCUL integrou a equipa vencedora, composta também por Elisa Duarte e cuja coordenação esteve a cargo de Bruno Cecílio de Sousa e Dulce Gomes, ambos ex-alunos daquele Departamento.

A Exigo pretende recrutar candidatos com Licenciatura ou grau académico superior nas áreas de matemática ou informática, com experiência prévia em consultoria e/ou na indústria.

Imagem de uma criança

– Mas do que é que tu gostas, Ana Isabel!? Tirando o bife, o frango e as batatas fritas, de que é que tu gostas, rapariga? Não comes feijão porque enfarta e com o grão é a mesma desculpa.

O primeiro grupo do exame de Química deste ano incluiu um excerto do livro “Química 12.º ano”, editado em 2001 e da autoria de Alda Pereira e de Maria Filomena Camões.

3 de junho de 1949 - 15 de agosto de 2013

É com uma profunda tristeza e eterna gratidão que comunicamos a morte da bióloga Alexandra Escudeiro, associada da Liga dos Amigos do Jardim Botânico.

Rui Malhó

As palestras e as comunicações em forma de póster foram de elevadíssima qualidade (77), facto que foi atestado pelos 230 participantes que louvaram ainda a organização do evento.

A Plataforma Moodle encontra-se em manutenção nos dias 7 e 8 de agosto.

Pedimos desculpa pelo incómodo.

Agradecemos a sua compreensão.

 

Unidade de Informática

 

De entre as matérias que ensino, esta tem sido inspiradora, transformando discretos alunos em cientistas empenhados: “Professora, consegui a bolsa para as microalgas tóxicas, vou seguir o meu sonho…”. Este artigo foi publicado no jornal "Público" no passado dia 2 de agosto.

Estão abertos concursos da FCT para

 

Concurso para atribuição de Bolsas Individuais de Doutoramento, Doutoramento em Empresas e Pós-Doutoramento

A 3ª fase de candidaturas online decorre de 1 de Agosto até 28 de Agosto.

As Nações Unidas procuram candidatos qualificados que desejem ter uma carreira profissional como funcionários internacionais.

Programa jovens profissionais 2013

Paulo Semblano,antigFCUL

A literacia estatística é fundamental para o exercício de cargos públicos ou de gestão e é indispensável nas nossas vidas, na vida das nossas empresas e para o exercício da cidadania.

FCUL Raly Pro

Everybody in this country should learn how to program a computer… Because it teaches you how to think”, citação de Steve Jobs, fundador da Apple, mencionada na sessão de abertura do evento FCUL Rally Pro.

A empresa Grupo Actuarial encontra-se a oferecer estágios remunerados a estatísticos, matemáticos e engenheiros informáticos .

A qualidade da formação será tão mais diferenciada quanto mais os seus graduados forem capazes de integrar habilmente as diversas competências que assimilaram no seu percurso académico.

Fernando Pessoa em destaque nas Redes Sociais

“[Pretendemos] identificar quais os versos e frases de Fernando Pessoa que mais inspiram os seus leitores de todo o mundo e, ao mesmo tempo, conduzir todos aqueles que usam as palavras de Pessoa aos seus textos originais”, explica Francisco Couto, professor do DI-FCUL e coordenador do projeto.

foto de Microsonda

A Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL) conta com 3 infraestruturas de investigação registadas na base de dados do projecto MERIL - Mapping of the European Research Infrastructures Landscape.

Dupla Titulação em Geologia - Ano lectivo 2013-2014

Convénio de Cooperação Académica entre o Instituto de Geociências da USP e o GeoFCUL

FCUL promove sessão de informação sobre oportunidades de financiamento no âmbito dos Desafios Societais 2 e 5.

“O principal objetivo é precisamente mostrar o que o EMBL tem para oferecer aos investigadores portugueses (e aos da FCUL, muito em particular) e também demonstrar o que pode ser feito em cooperação com o [laboratório].”, declara Margarida Amaral, docente da FCUL e membro do conselho de organização do evento.

Estão abertas as candidaturas à edição de 2013 do Prémio Academia Lx, destinado a trabalhos de investigação e estudos sobre temas com relevância prática para a cidade de Lisboa.  

Aceitam-se candidaturas de docentes para inclusão numa  Bolsa de Recrutamento, para a Área de Finanças e Economia - Secção Autónoma de Estatística, d

FCUL promove cooperação com EMBL

A passagem do diretor-geral do EMBL pela FCUL, foi registada através de uma reportagem multimédia. Fique a saber mais sobre esta visita bem como os pormenores do evento “Molecular Biology in Portugal and EMBL”!

De 8 de Julho a 30 de Agosto as bibliotecas do C4 e C8 têm alteração nos horários de funcionamento

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