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

À semelhança dos anos anteriores o Departamento de Química e Bioquímica vai promover a realização de Ações de Formação para os professores do Ensino Básico e Secundário na modalidade oficina.

Encontram-se abertos concursos para recrutamento postos de trabalho de Professor Auxiliar, nas áreas disciplinares de Meteorologia, de Geofísica, de Engenharia Geográfica e de Oceanografia Física, Astronomia e Astrofísica, constantes do mapa de pessoal docente d

Empresa Outmind trabalha o conceito de marketing sensorial aliado à tecnologia

“Queremos dar a conhecer um novo espaço, uma nova marca, uma nova estratégia para o Tec Labs e também, claramente, incentivar as pessoas a terem uma atitude diferente face ao empreendedorismo”, sublinhou Luís Matos Martins, presidente do Conselho de Administração do Tec Labs.

Imagem alusiva à extração de óleos essenciais

Aquele que é hoje conhecido como o ISEO teve início em setembro de 1969, quando quatro cientistas da área da farmacognosia se reuniram, informalmente, em Leiden, na Holanda, para discutir problemas comuns, relacionados com a análise de óleos essenciais. Docentes/investigadores da FCUL participam, desde 1989, nesse congresso e já o organizaram por duas vezes.

Membros de uma tuna, durante uma atuação

Diário de bordo da nave Esperança. Uma viagem por um dos acontecimentos musicais da comunidade académica com especial tradição…

Pormenor de obra de arte

Invest in our future, invest in science”. A mensagem é clara, concisa e direta. Por um mundo melhor, um grupo de personalidades do Champalimaud Neuroscience Programme lançou recentemente um blogue no qual procuram sensibilizar a comunidade para a importância da ciência nas nossas vidas.

Está aberto concurso, até ao dia 07 de dezembro de 2012, para admissão de voluntários para a prestação de serviço em regime de contrato na Categoria de Oficial Técnico Superior Naval (TSN) e Oficial Técnico Naval (TN).

A sessão de encerramento contou com uma breve troca de ideias acerca dos novos desafios e possibilidades oferecidos pelo software Open Source, em particular, pela cada vez maior procura de formação em Quantum GIS.

Actividade no NanoLab do GeoFCUL

Dinâmica das zonas costeiras: conhecer para gerir

O Microsoft Windows 8 e Microsoft Office 2013 já estão disponiveis para download no seu Perfil de Utilizador (apenas Docentes e Funcionários).

Evolução da Complexidade Celular: Filosofia, Biologia Celular e Simbiose

Palestra no GeoFCUL

 

Paisagens do Mundo. Imagens da Dinâmica da Terra

 

Devido a problemas de software num equipamento (redundante) vai ser necessário realizar uma alteração de firmware num equipamento central de rede.

Não se prevê que uma possivel quebra de serviços, a existir, seja maior do que alguns segundos.

Francisco Eduardo Lapido Loureiro

Faleceu no passado dia 4 deste mês, no Brasil, onde consolidou a sua carreira (Centro de Tecnologia Mineral - CETEM ), que iniciara em Lisboa (FCUL, Junta de Energia Nuclear), França (Universidade de Nancy) e Angola (Universidade e IICT Instituto de Investiga&ccedi

Está aberta uma bolsa de Mérito Social para a área de Suporte ao utilizador para a Unidade de Informática.

A iniciativa pretende reunir especialistas que, através dos seus testemunhos, contribuam para a compreensão da revolução tecnológica pelo qual vão passar as línguas naturais, entre elas o português.

A Unidade de Informática irá fazer a transmissão ao vivo da apresentação do livro "A Língua Portuguesa Na Era Digital" no dia 16 de novembro de 2012 entre as 9h00 e as 13h30 a partir da Fundação Calouste Gulbenki

Conferência por Jorge Carvalho (LNEG) no dia 29 de Novembro, no GeoFCUL

Encontram-se abertos concursos para recrutamento de um posto de trabalho de Professor Auxiliar na área disciplinar de Astronomia e Astrofísica, e de dois postos de trabalho de Professor Auxiliar, na área disciplinar de Engenharia da Energia.

 Projetados com o objectivo de monitorizar as condições do Estado do Tempo, os satélites meteorológicos são atualmente utilizados em muitas outras áreas do estudo da Terra; por exemplo, a partir de medições efetuadas pelo satélit

Camião de longo curso em via rápida

Existe uma enorme vontade de potenciar a economia baseada no conhecimento. O Ecossistema de Transportes ambiciona transformar Portugal num polo de referência, dinamizando projetos em inovação aberta, reconhecendo a oportunidade estratégica que se coloca.

A Unidade de Informática informa que desde hoje, dia 13 de Novembro de 2012 às 9h00, o Portal da FCUL está em IPv6.

Páginas