CIÊNCIA VIVA – Quem corre mais depressa aprende melhor?

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Um novo estudo, publicado na
revista Nature Neuroscience por cientistas do Centro Champalimaud, em Lisboa,
mostra que quanto mais depressa um ratinho corre, mais depressa e melhor
aprende.

O nosso principal resultado é que podemos melhorar a capacidade de
aprendizagem dos ratinhos fazendo-os correr mais depressa
”, resume Catarina
Albergaria, primeira autora do estudo.

A descoberta foi fruto do
acaso: estes neurocientistas estavam a estudar algo de totalmente diferente. “O nosso objetivo inicial era relacionar a
plasticidade celular no cérebro com a aprendizagem
”, explica Albergaria. O
que queriam era perceber como os circuitos neurais do cerebelo, uma parte do
cérebro, são alterados pela aprendizagem de uma tarefa motora.

O cerebelo é importante para a aprendizagem de movimentos com precisão”,
diz Megan Carey, que liderou o estudo. “Quando
o ambiente muda, o cerebelo calibra os movimentos de maneira a coordená-los de
uma forma muito precisa
.”

Para perceber as alterações
celulares no cerebelo que acompanham a aprendizagem, a equipa estava a estudar
uma tarefa clássica de aprendizagem por condicionamento, semelhante ao
comportamento condicionado do cão de Pavlov, que salivava quando ouvia
determinado som porque tinha aprendido a associar esse som com comida.

No presente caso, enquanto
corriam numa passadeira os ratinhos tinham de aprender a fechar as pálpebras em
resposta a um flash de
luz emitido imediatamente antes de receberem um sopro de ar nos olhos. Este
tipo de aprendizagem decorre no cerebelo.

Porém, as experiências que
os cientistas estavam a realizar não estavam a funcionar. Não conseguiam ver
quaisquer efeitos da tarefa de aprendizagem, devido à grande variabilidade dos
resultados que obtinham com diferentes ratinhos – e até quando repetiam a
experiência com o mesmo animal. O que estaria a gerar este “ruído” que
contaminava as experiências e que não se conseguia eliminar? “As experiências continuaram a falhar
durante muito tempo
”, recorda Albergaria.

A dada altura, os
cientistas perceberam o que se passava: os ratinhos mutantes que utilizavam nas
experiências não conseguiam correr muito bem. De facto, quando tiveram em conta
a velocidade de locomoção dos animais, o “ruído
desapareceu. E quando fizeram todos os animais correr mais depressa e à mesma
velocidade, as suas curvas de aprendizagem tornaram-se semelhantes e o seu
desempenho melhorou. “Este resultado
surpreendeu-nos bastante
”, diz Carey.

Isto confirmou que existia
um elo causal entre a velocidade de corrida e a melhoria da aprendizagem – e
não apenas uma correlação. “A descoberta
de que basta alterar a velocidade imposta aos ratinhos para modular a
aprendizagem (…) é uma demonstração causal de que o aumento da atividade
locomotora melhora a aprendizagem
”, escrevem os autores no seu artigo.

A equipa também mostrou
que, uma vez a tarefa aprendida pelos ratinhos, o nível de desempenho
subsequente dos animais nessa tarefa continuava a depender da velocidade de
locomoção. “O desempenho dos ratinhos
piorava quando diminuíamos a velocidade da passadeira, e isto acontecia no
espaço de poucos segundos
”, diz Albergaria.

E foi assim que aquilo que
tinham estado a tentar eliminar – a aparente variabilidade aleatória da
capacidade de aprendizagem e do desempenho – “passou a ser o foco do nosso trabalho”, diz Albergaria. “Agora, o que queríamos era perceber qual o
mecanismo cerebral por detrás deste elo entre correr e aprender
.”

A pergunta seguinte foi:
onde é que este fenómeno estava a acontecer no cérebro? Primeiro, os cientistas
quiseram ter a certeza de que o efeito não era específico do sistema visual. Ou
será que os ratinhos viam melhor quando corriam, e por isso aprendiam mais
facilmente?

Desta vez, treinaram os
ratinhos a fecharem os olhos em resposta a outros tipos de estímulos antes de
receberem o sopro de ar (tal como ouvir um som ou sentir uma vibração nos
bigodes). E de facto, observaram o mesmo efeito da velocidade de corrida sobre
a aprendizagem em cada uma das várias modalidades sensoriais, tal como tinha
acontecido com o estímulo visual.

Este resultado significava
que o processo por detrás da melhoria da capacidade de aprendizagem decorre
independentemente do sistema sensorial – isto é, depois de os sinais sensoriais
terem sido processados pelas áreas visuais, auditivas ou tácteis do córtex
cerebral. A seguir, os cientistas estudaram o que se passava no cerebelo.

Utilizando a técnica de
optogenética, que permite estimular diretamente neurónios específicos com um
laser, estimularam os neurónios que projetam para o cerebelo através de axónios
chamados mossy
fibers 
(em português, fibras musgosas).

Substituímos a atividade motora pela estimulação direta do cerebelo e
descobrimos que quando conseguíamos aumentar a atividade das mossy fibers, melhorávamos
a aprendizagem
”, explica Albergaria. “Conseguimos
identificar o local no cerebelo onde decorre esta modulação
”, enfatiza
Carey.

E nos humanos? “O cerebelo é uma estrutura bem conservada
nas diversas espécies e existem circuitos que são comuns às várias espécies
”,
responde Albergaria, especulando que os resultados “bem poderiam aplicar-se a
outras formas de aprendizagem cerebelar nos humanos”. Uma implicação deste
trabalho é que “o que causa este efeito
não precisa de ser a locomoção; tudo o que provoca um aumento de atividade
nas mossy fibers poderá
igualmente modular a aprendizagem
”, diz Albergaria. No entanto, adverte, “não sabemos se os resultados são ou não
válidos para tipos de aprendizagem que não acontecem no cerebelo
”.

Se for o caso, isto poderá
ter implicações gerais em termos de aprendizagem nos humanos. Já se perguntou
por que precisa por vezes de deambular quando tem um problema difícil por
resolver? Será porque pensamos melhor quando andamos, porque organizamos melhor
as nossas ideias quando nos movemos?

Há uma tendência a pensar que, para as pessoas melhorarem a sua
capacidade de aprendizagem, têm de recorrer a medicamentos
”, diz Carey. “Mas aqui, a única coisa que tivemos de
fazer para obter uma melhoria foi controlar a velocidade de locomoção dos
ratinhos. Seria interessante ver se isto se aplica aos humanos nas formas
cerebelares de aprendizagem – e até noutros tipos de aprendizagem
.”