O cérebro humano está no limite do caos

Cérebro de cristal.
[Imagem: Nevit Dilmen/Wikimedia Commons]

Entre o caos e a ordem

Pesquisadores descobriram novas evidências de que o cérebro humano vive "no limite do caos", em um ponto crítico entre a aleatoriedade e a ordem.

O estudo, publicado no jornal acadêmico PLoS Computational Biology, fornece dados experimentais sobre uma ideia até agora repleta de especulações teóricas.

O ponto crítico da auto-organização - onde os sistemas organizam-se espontaneamente para operar em um ponto crítico entre a ordem e a aleatoriedade - pode emergir a partir de complexas interações em muitos sistemas físicos diferentes, incluindo avalanches, fogos em florestas, terremotos e ritmos cardíacos.

De acordo com o presente estudo, feito por uma equipe da Universidade de Cambridge, a dinâmica das redes do cérebro humano tem importantes elementos em comum com alguns sistemas aparentemente muito diferentes na natureza.

Estado crítico auto-organizado

Os pesquisadores utilizaram técnicas de imageamento cerebral de última geração para medir alterações dinâmicas na sincronização de atividades entre diferentes regiões da rede funcional do cérebro humano.

Seus resultados sugerem que o cérebro opera em um estado crítico auto-organizado. Para sustentar essa conclusão, eles também estudaram a sincronização de atividades em modelos computacionais e demonstraram que o perfil dinâmico que eles encontraram no cérebro é expresso de forma exata em seus modelos.

Os resultados do imageamento cerebral, em conjunto com suas simulações, fornecem fortes evidências em favor da ideia de que a dinâmica do cérebro humano situa-se em um ponto crítico entre a ordem e o caos.

Memória e processamento

Redes computacionais que apresentam essas características também apresentam capacidades ótimas de memória (armazenamento de dados) e processamento de informações. Em particular, sistemas críticos são capazes de responder muito rapidamente e de forma ampla a pequenas variações em seus inputs.

"Devido a essas características, a criticalidade auto-organizada é intuitivamente atrativa como um modelo para a funções cerebrais, como a percepção e a ação, porque isto nos permite alternar rapidamente entre estados mentais a fim de responder a condições ambientais variáveis," diz o professor Manfred Kitzbichler.

Ponto de partida

Segundo Kitzbichler, esta nova evidência é apenas um ponto de partida. "Uma questão natural que nós pretendemos estudar no prosseguimento da pesquisa será: Como a medição da dinâmica crítica se relaciona com o desempenho cognitivo de desordens neuropsiquiátricas e seus tratamentos?"