Pela primeira vez, um grupo de cientistas identificou alguns circuitos neurais envolvidos na percepção do tempo decorrido. O achado foi feito pela equipe do Centro Champolimaud, em Lisboa (Portugal), em meio a estudos para entender como o cérebro aprende a relacionar causas e efeitos. Ao investigar um tipo de células nervosas do cérebro, os neurônios dopaminérgicos, os pesquisadores encontraram um caminho considerado muito promissor para compreender melhor os mecanismos usados para estimar a passagem do tempo.
O Centro Champolimaud é um polo avançado de investigação multidisplicinar e translacional no campo da biomedicina e há anos desenvolve estudos para avaliar as bases neurais da avaliação da passagem do tempo.
“Os neurônios dopaminérgicos estão implicados em muitos fatores e perturbações psicológicas associadas a alterações na estimativa do tempo”, disse Joe Paton, investigador principal do Learning Lab da instituição. Ele assina, na companhia da doutoranda Sofia Soares e do pós-doutorado Bassam Atallah, o artigo recentemente publicado sobre os resultados do referido estudo pela revista científica Science. “Basta submeter um rato a um estímulo assustador para os seus níveis de dopamina despencarem”, descreveu Paton.
A dopamina é um neurotransmissor, ou seja, um mensageiro químico que leva informações de uma célula nervosa à outra. Os neurônios dopaminérgicos fazem parte de uma zona mais profunda do cérebro, a chamada substância negra, que está ligada ao processamento de tempo. Em seres humanos, a destruição dessa substância negra é um dos mecanismos da doença de Parkinson, também marcada por deficiências na percepção do tempo.
Havia mais razões para os cientistas se concentrarem nos neurônios dopaminérgicos: em estudos prévios feitos pelo grupo de Paton, viu-se que as fibras nervosas dessas células se projetam para outra estrutura cerebral, o corpo estriado. A interrupção dos sinais emitidos por esses neurônios para o corpo estriado “poderia causar um déficit seletivo da avaliação da passagem do tempo”, registraram os cientistas.
O tempo nos testes com animais
No experimento que serviu de base para o artigo publicado pela Science, os investigadores trabalharam com animais. Mais especificamente, com ratinhos. Os cientistas começaram treinando os animais para desempenhar uma tarefa associada ao tempo. “Treinamos ratinhos para conseguirem decidir se a duração do intervalo entre dois sons era maior ou menor do que 1,5 segundos” explicou Joe Paton. “Após meses de treino, eles se tornaram exímios na tarefa”.
Os animais aprenderam a indicar sua escolha colocando o focinho numa porta à direita (estimativa curta) ou à esquerda (estimativa longa). Durante a prova, os cientistas variavam o intervalo entre dois sinais sonoros, e se o ratinho escolhesse a resposta certa (a estimativa correta de tempo), recebia uma recompensa.
A segunda parte do trabalho consistiu em medir, nos animais, os sinais neuronais que refletem a atividade elétrica dos neurônios dopaminérgicos na substância negra enquanto desempenhavam a tarefa. Essa medição foi feita por meio de uma técnica conhecida como fotometria por fibra. Os pesquisadores utilizaram técnicas genéticas para tornar os neurônios fluorescentes enquanto estivessem ativos. Nesses momentos, o equipamento media a intensidade da luz emitida. Como a fluorescência “é um indicador da atividade elétrica de um grupo de neurônios em torno da extremidade da fibra ótica utilizada, isto permitiu-nos monitorizar indiretamente a variação da atividade desses neurônios durante a tarefa”, explicou o cientista Paton.
Por meio dessa técnica, a equipe observou um aumento da atividade neural no início de cada sinal sonoro. Repararam que o aumento de atividade neuronal nem sempre tinha a mesma amplitude.
Elo causal
A equipe quis então determinar se essa observação não passava de uma mera correlação ou se existia um elo causal entre a atividade neural e a forma como o cérebro avalia a sua duração. “Os neurônios pareciam refletir informação acerca da estimativa da duração feita pelos animais. Mas estariam, na realidade, controlando o seu sentido do tempo?”, interroga-se Paton.
Para responder a esta pergunta, foi feita uma terceira ronda de experiências, aproveitando uma técnica chamada optogenética, na qual é utilizada luz para manipular (estimular ou silenciar) os neurônios de forma seletiva e rápida, permitindo avaliar o impacto dessa manipulação no comportamento dos animais enquanto realizam a tarefa.
“Vimos que, quando estimulamos os neurônios, os ratinhos tendiam a subestimar a duração do tempo – e, quando os silenciávamos, tinham tendência a superestimá-la”, explica Paton. “Este resultado, em conjunto com os sinais que ocorrem naturalmente e que tínhamos observado nas experiências anteriores, mostram que a atividade destes neurônios foi suficiente para alterar a forma como os animais avaliavam a passagem do tempo. Este é o principal resultado do nosso estudo”, conclui.
Será o resultado do experimento com ratinhos válido para o cérebro humano? Será que temos o mesmo tipo de neurônios e que eles controlam a nossa percepção da duração do tempo? Segundo os autores, é muito provável que um circuito semelhante exista no cérebro humano. Porém há ainda limitações. “Quando estudamos animais, a única coisa que podemos medir é o seu comportamento. Mas nunca temos a certeza da percepção do animal”, diz Paton. “Interpretamos o que vemos como sendo ‘uma experiência subjetiva do animal’, mas isso é apenas uma interpretação. E é o melhor que conseguimos.”
Apesar disso, Paton gosta de “especular desenfreadamente”, como diz. “Há aquele clichê dos jovens amantes que ficam a noite toda acordados a falar sem sentir o tempo passar.” Talvez seja porque aqueles neurônios dopaminérgicos do fundo do cérebro estão a encolher o tempo de uma maneira espetacular”, observa o cientista português.
Ainda que a existência do próprio tempo seja questionada pela física teórica, a capacidade de estimar sua duração é crucial para a sobrevivência. “A estimativa da sua duração é importante para extrair informação do mundo exterior e decidir quando avançar ou desistir de uma ação”, explica o cientista Paton. Na prática, é essencial para situações em que é necessário antecipar o ataque de um predador maior a tempo de escapar ileso.
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