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

“Acho que este tipo de ações é bastante útil porque, nesta altura, precisamos de todas as informações possíveis para podermos fazer uma escolha certa”, declara Maria Buzaglo, aluna do 12.º ano, a frequentar o curso de Ciências e Tecnologias na Escola Secundária de Pedro Nunes.

Alunos no átrio do C3

O Gabinete de Mobilidade, Estágios e Inserção Profissional organizou uma sessão de acolhimento aos cerca de 30 novos alunos de mobilidade para o 2.º semestre.

Em 2000, a UL atribuiu o título de doutor honoris causa a Laurens de Haan. Em 2013, outro gigante dos Extremos, Ross Leadbetter, honrará a UL ao aceitar a mesma distinção. Quando a universidade honra investigadores desta importância está também a honrar-se.

O Departamento de Matemática da FCUL e o CMAF organizam dois mini-cursos de Sistemas Dinâmicos de 17 a 24 de Abril 2013. Os oradores serão Rafael Ortega da Universidade de Granada e Pedro Miguel Duarte do DM da FCUL.

Gulf Labor Markets and Migration Program (GLMMP), a joint program of the European University Institute (EUI - Florence) and the Gulf Research Center (GRC - Jeddah, Geneva, Cambridge), seeks two Research Assistants (Demographer/Statistician and Lawyer).

Rosto de Vanda Brotas

Estudar a clorofila, único parâmetro biológico visível do espaço, constitui uma ferramenta essencial para se perceber se o clima está a mudar. Este artigo foi publicado no jornal "Público" no passado dia 16 de fevereiro.

Servidor da FCUL

As ações de modernização e de alargamento do Centro de Dados da FCUL ocorreram no verão de 2012. A Unidade de Informática continua a apostar na renovação das condições tecnológicas do campus.

Ilustração de animais

A Âncora Editora define-se como uma editora generalista, que tem vindo a dedicar-se, sobretudo, à publicação de autores portugueses. Até agora A. M. Galopim de Carvalho é o autor com o maior número de livros editados.

O projecto de investigação NAADIR que envolve a Faculade de Arquitectura da Universidade Técnica de Lisboa e a Faculdade de Ciências da Universidade de L

Átrio do C6

Para os SASUL ainda é prematuro avaliar o Programa Alimentação UL, cujo orçamento se estima ser na ordem dos 192.000,00 €.

Iain Mattaj, diretor-geral do EMBL

“Estou impressionado com a energia que existe na Faculdade e o número de pessoas que aqui trabalham. Acho que estão bem organizados para trabalhar em equipa!”, declara Iain Mattaj, diretor-geral do European Molecular Biology Laboratory, depois de visitar alguns dos laboratórios da FCUL.

Logotipo da inicativa Programa Alimentação UL

O Menu Estudante custa 2,40€ e inclui sopa, prato principal, sobremesa, pão e bebida. A partir de fevereiro o Espaço Estudante, localizado no edifício C6, também vai dispor de micro-ondas permitindo dessa forma o aquecimento de refeições.

Ester Luísa Rodrigues Dias, professora jubilada do extinto Departamento de Educação da FCUL, faleceu no dia 11 de fevereiro de 2013.

As ações de formação e de sensibilização em segurança e saúde do trabalho procuram divulgar conhecimentos teóricos e práticos de maneira a prevenir acidentes de trabalho e doenças profissionais, permitindo também  intervenções eficazes e eficientes em casos de emergência.

Sala de aula com alunos sentados e tomando notas

"Os estudantes da FCUL, incluindo os estudantes de licenciatura, dispõem do background e conhecimentos certos para participar nestes módulos", esclarece Nathalie Gontier, coordenadora do laboratório AppEEL e das respetivas Escolas de Inverno e de Verão.

Rosto de Vera Carvalho

As inscrições para o programa Erasmus terminam a 10 de fevereiro. Se tens interesse neste programa de mobilidade conhece a história de Vera Carvalho, aluna Erasmus na Dinamarca.

Pormenor de obra de arte

Para os fundadores do AppEEL, este laboratório pode ser considerado o primeiro centro no mundo a reunir investigadores que estudam a evolução sociocultural a partir das teorias que formam parte da Síntese Expandida.

 

O Departamento de Matemática recebeu ontem, dia  4 de Fevereiro, cerca de 70 alunos (9º ano) do  Agrupamento de Escolas D. Miguel de Almeida - Abrantes.

Entre os empregos mais bem pagos contam-se os que estão ligados às engenharias.

Capa

Esta coleção de Livros Brancos foi organizada pela META-NET, uma rede de excelência parcialmente financiada pela Comissão Europeia, que levou a cabo uma análise dos recursos e tecnologias da linguagem atualmente disponíveis. A análise abordou as 23 línguas oficiais europeias assim como outras línguas importantes na Europa a nível nacional e regional. 

O Prémio João Branco é uma iniciativa conjunta da Universidade de Aveiro e da família do designer Jo

Dia 4 Fevereiro 2013 – 14:00h às 19:30h (Sala 2.2.15)

Páginas