Interatividade total entre percepção, cognição e ação

O artigo de hoje (Hidden cognitive states revealed in choice reaching tasks) foi citado no texto abordado na postagem de ontem, Evolução das Bases Neurais do Comportamento. Sendo uma de suas fontes, o assunto é praticamente o mesmo, e Song & Nakayama também explicitam muito bem o que está sendo investigado. Depois de ler o abstract, veja também a visão alternativa de processamento cerebral dos autores e a descrição mais detalhada desse processamento na seção (do artigo) Percepção, Cognição e Ação: Processos Paralelos Interativos (abaixo). Em miúdos: o processamento neural de informações não é discreto: além de ser paralelo e se desenvolver num contínuo temporal, existe interatividade total entre percepção, cognição e ação (em tempo real).

Ainda existem outros assuntos relacionados e importantes, que podem ser vistos na bibliografia de Cisek & Kalaska, como a escolha do que é mais vantajoso ou a análise do controle do olhar, além da descrição da integração visuomotora no córtex cerebral (Ledberg et al.). Veja só:

Trommershauser J, Landy MS, Maloney LT. 2006. Humans rapidly estimate expected gain in movement planning. Psychol. Sci. 17(11):981–88

Brown JW, Bullock D, Grossberg S. 2004. How laminar frontal cortex and basal ganglia circuits interact to control planned and reactive saccades. Neural Networks 17(4):471–510

E também uma reunião do olhar (saccade) com o que é mais vantajoso (expected gain or profitability):

Kan JY, DorrisMC. 2009. Superior colliculus activity reflects saccade profitability during visual foraging task. Progr. No. 285.12 2009 Neuroscience Meeting Planner. Chicago IL: Soc. Neurosci. Online

Mais:

Ledberg A, Bressler SL, Ding M, Coppola R, Nakamura R. 2007. Large-scale visuomotor integration in the cerebral cortex. Cereb. Cortex 17(1):44–62

Enfim, o artigo:

Hidden cognitive states revealed in choice reaching tasks
Joo-Hyun Song & Ken Nakayama 2009

Abstract. Os processos perceptivos e cognitivos foram inferidos em grande parte com base em tempos de reação e na precisão (dessas reações) obtidos a partir de respostas discretas. Entretanto, é pouco provável que as respostas discretas apreendam os processos internos dinâmicos que ocorrem paralelamente e que se desenvolvem no tempo. Estudos recentes mensurando movimentos manuais contínuos durante tarefas de pegar coisas selecionadas revelam a evolução temporal de eventos internos ocultos. Por exemplo, a direção das trajetórias curvas da tentativa de alcançar (um objeto) refletem a atenção, as representações linguísticas e a representação espacial de números, além de interações entre os fluxos visuais ventrais e dorsais. Isto elucida o fluxo que vai de estados cognitivos iniciais para outputs motores. Assim, esta linha de pesquisa fornece novas oportunidades para a integração de informações entre diferentes disciplinas como percepção, cognição e ação, que vinham sendo estudadas de modo isolado.


Depois de citar (explicando) a metáfora do computador no processamento cognitivo, dizem os autores:

Entretanto, durante décadas uma visão alternativa do processamento cerebral também persistiu, reaparecendo sob múltiplas formas que incluiam o conexionismo e a análise de sistemas não-lineares: estados internos múltiplos podem ser ativados em paralelo, e coexistir. Além disso, estas perspectivas unificadas de percepção, cognição e ação enfatizaram um papel mais decisivo para a ação na percepção e na cognição.

Ainda que as medidas discretas convencionais pareçam adequadas sob as suposições de uma abordagem computacional-simbólica da cognição, elas não podem apreender integralmente as interações dinâmicas de estados internos no decorrer do tempo. O que esteve em falta nos estudos humanos sobre percepção e cognição são paradigmas comportamentais facilmente disponíveis para se medir a evolução temporal de eventos internos relevantes.

Percepção, cognição e ação: processos paralelos interativos

Visando simplicidade e conveniência, os modelos teóricos quase sempre supõem substratos neurais isolados e discretos da percepção, da cognição e da ação. As evidências perceptuais são reunidas e segue-se um processo de decisão. Depois, o output motor subsequente é planejado e executado. Entretanto, um número crescente de estudos levantou a questão sobre a propriedade de se interpretar a atividade neural em termos de processos perceptuais, cognitivos ou motores distintos para relacionar os dados neurais dinâmicos com o comportamento. Por exemplo, estudos neurofisiológicos e de fMRI recentes demonstraram a mistura apropriada de sinais para se controlar processos perceptuais e cognitivos (de ordem superior) de tomada de decisões em áreas sensósiomotoras. Além do mais, também se demonstrou que o planejamento e a execução motores, tradicionalmente encarados como distintos e seriais, são processados no interior dos mesmos neurônios. Isto sugere um fluxo contínuo e uma combinação entre os sistemas cerebrais envolvidos em processos sensoriais, cognitivos e motores, de acordo com a visão de dependências interativas através de sistemas básicos.

As populações neurais de áreas relacionadas ao ato de pegar, como o córtex motor, a área prémotora dorsal do córtex préfrontal e a área 5 do córtex parietal, podem representar diversos objetivos potenciais de movimento distintos, e mesmo mutuamente excludentes, de modo simultâneo, como picos distintos de atividade. Por exemplo, Cisek & Kalaska demonstraram que quando dois objetivos potenciais são apresentados para um alcance seletivo, a área prémotora dorsal, que se sabe estar envolvida no planejamento e na execução de movimentos dos membros, é capaz de codificar de modo simultâneo as duas metas alternativas de movimento durante o período de espera. Quando a escolha final é feita e seguida de movimento, uma resposta diminui e a outra aumenta (figura 1). Isto provê mais sustentação para a visão de que os sistemas motores não refletem passivamente a resultado de processos cognitivos completados; antes, eles estão ligados de modo crucial ao próprio processode tomada dinâmica de decisão.