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Como faz nosso cérebro percebe o ambiente?

Quase 30 anos há, os cientistas demonstraram aquele que reconhece visualmente um objeto, tal como um copo, e executar uma acção visualmente guiada, tal como pegarar o copo, envolveu os processos neurais distintos, situados em áreas diferentes do cérebro. Um estudo novo mostra que o mesmo é verdadeiro para como o cérebro percebe nosso ambiente -- tem dois sistemas distintos, um para reconhecer um lugar e outro para navegar com ele.

O jornal da neurociência publicou encontrar por pesquisadores na universidade de Emory, com base em experiências usando a ressonância magnética funcional (fMRI). Os resultados mostraram que a área parahippocampal do lugar do cérebro respondeu mais fortemente a uma tarefa do reconhecimento da cena quando a área occipital do lugar respondeu mais a uma tarefa da navegação.

O trabalho podia ter implicações importantes para que os povos de ajuda recuperem das lesões cerebrais e para o projecto de sistemas de visão de computador, tais como carros decondução.

“Está excitando para aprender que regiões diferentes do cérebro estão fazendo,” diz Daniel Dilks, autor superior do estudo e um professor adjunto da psicologia em Emory. “Aprender como a mente faz o sentido de toda a informação que nós estamos bombardeados com cada dia é um do grandes de procuras intelectuais. É sobre a compreensão do que nos faz humanos.”

Entrando em um lugar e reconhecendo onde você está -- se é uma cozinha, um quarto ou um jardim -- ocorre instantaneamente e você pode quase simultaneamente fazer sua maneira em torno dela.

Os “povos supor que estas funções de dois cérebros estiveram misturadas acima de junto -- que reconhecer um lugar era sempre navegacional relevante,” diz primeiro Andrew Persichetti autor, que trabalhou no estudo como um aluno diplomado de Emory. “Nós mostramos que não é verdadeiro, esse nosso cérebro dedicamos e sistemas não sociáveis para cada um destas tarefas. É notável que mais próximos nós olhamos o cérebro os sistemas que mais especializados nós encontramos -- nossos cérebros evoluíram para ser eficientes super.”

Persichetti, que tem recebido desde seu PhD de Emory e trabalha agora no instituto nacional da saúde mental, explica que um interesse na filosofia o conduziu à neurociência. “Immanuel Kant fez claro que se nós não podemos compreender a estrutura de nossa mente, a estrutura do conhecimento, nós não está indo se compreender inteiramente, ou mesmo muito sobre o mundo exterior, porque aquele obtem filtrado com nossos processos perceptual e cognitivos,” diz.

O laboratório de Dilks centra-se sobre o traço de como o córtice visual é organizado funcional. “Nós somos criaturas visuais e a maioria do cérebro é relacionada a processar a informação visual, de um modo ou de outro,” Dilks diz.

Os pesquisadores quiseram saber desde os 1800s atrasados porque os povos que sofrem dos danos cerebrais experimentam às vezes conseqüências visuais estranhas. Por exemplo, alguém pôde ter a função visual normal em todas as maneiras à exceção da capacidade para reconhecer as faces.

Não era até 1992, contudo, que David Milner e Melvyn Goodale saíram com um papel influente que traça dois sistemas visuais distintos no cérebro. O córrego ventral, ou o lóbulo temporal, são envolvidos no reconhecimento de objeto e no córrego dorsal, ou no lóbulo parietal, guias uma acção relativa ao objeto.

Em 1997, o Nancy Kanwisher do MIT e os colegas demonstraram que uma região do cérebro está especializada na percepção da face -- a área fusiform da face, ou FFA. Apenas um ano mais tarde, o laboratório de Kanwisher traçou uma região neural especializada em processar lugares, a área parahippocampal do lugar (PPA), situada no córrego ventral.

Ao trabalhar como um companheiro cargo-doutoral no laboratório de Kanwisher, Dilks conduziu encontrar de uma segunda região do cérebro especializado em processar lugares, a área occipital do lugar, ou OPA, situado no córrego temporal.

Dilks estabelece seu próprio laboratório em Emory o mesmo ano que a descoberta estêve publicada, em 2013. Entre as primeiras perguntas quis abordar era porque o cérebro teve duas regiões dedicadas a processar lugares.

Persichetti projectou uma experiência testar a hipótese que o processamento do lugar estêve dividido no cérebro de um modo similar ao processamento do objeto. Usando o software do jogo de simulação da vida de SIMS, criou três imagens digitais dos lugares: Um quarto, uma cozinha e uma sala de visitas. Cada sala teve um trajecto conduzir com ela e para fora uma de três portas.

Os participantes do estudo no varredor do fMRI foram pedidos para fixar seu olhar em uma cruz branca minúscula. Em cada experimentação, uma imagem de uma das salas apareceu então, centrado atrás da cruz. Os participantes foram pedidos para imaginar que estavam estando na sala e para indicar através de uma imprensa do botão se era um quarto, uma cozinha ou uma sala de visitas. Em experimentações separadas, os mesmos participantes foram pedidos igualmente para imaginar que estavam andando no trajecto contínuo com o exacto a mesma sala e para indicar se poderiam sair através da porta à esquerda, no centro, ou à direita.

Os dados resultantes mostraram que as duas regiões do cérebro estiveram activadas selectivamente segundo a tarefa: O PPA respondeu mais fortemente à tarefa do reconhecimento quando o OPA respondeu mais fortemente à tarefa da navegação.

“Quando for incrível que nós podemos mostrar que as peças diferentes do córtice são responsáveis para funções diferentes, é somente a ponta do iceberg,” Dilks diz. “Agora que nós compreendemos o que estas áreas do cérebro são fazendo nós queira saber precisamente como o estão fazendo e porque são organizadas esta maneira.”

Dilks planeia executar testes causais nas duas áreas deprocessamento. A estimulação magnética transcranial repetitiva, ou o rTMS, são uma tecnologia não invasora que possa ser anexada ao escalpe para desactivar temporariamente o OPA em participantes e em teste da saúde se alguém pode navegar sem ele.

A mesma tecnologia não pode ser usada para desactivar o PPA, devido a seu lugar mais profundo no lóbulo temporal. O laboratório de Dilks planeia recrutar os participantes que sofrem a lesão cerebral à região de PPA para testar para todos os efeitos em sua capacidade para reconhecer cenas.

Os pedidos clínicos para a pesquisa incluem uma orientação mais precisa para os cirurgiões que operam sobre o cérebro e os métodos melhores da reabilitação do cérebro.

“Meu objectivo último é reverso-coordenador os processos visuais de cérebro humano e replicate a em um sistema de visão de computador,” Dilks diz. “Além do que o melhoramento de sistemas robóticos, um modelo de computador podia ajudar-nos a mais inteiramente a compreender a mente humana e o cérebro.”