Córtex processa breves instantâneos do mundo exterior

Out of mind in a matter of seconds: How fast neuronal networks delete sensory information
January 24, 2011

PhysOrg - A dinâmica por trás da transmissão de sinais no cérebro é extremamente caótica. Esta foi a conclusão a que chegaram cienstistas do Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization, da University of Gottingen. Além disso, os pesquisadores calcularam pela primeira vez a velocidade na qual são descartadas as informações armazenadas nos padrões de atividade nos neurônios do córtex cerebral. A um bit por neurônio ativo por segundo, a velocidade na qual estas informações são esquecidas é surpreendentemente alta.

O cérebro codifica informações na forma de pulsos elétricos, conhecidos como spikes (espinhas, pontas, disparos, fagulhas, etc.). Cada um dos aproximadamente 100 bilhões de neurônios interconectados age como recebedor e transmissor: os pulsos elétricos que chegam são agrupados e, sob certas circunstâncias, os neurônios disparam um pulso próprio para seus vizinhos. Desse modo, cada informação processada pelo cérebro gera seu próprio padrão de atividade. Isto indica qual neurônio enviou um impulso para seus vizinhos: em outras palavras, qual neurônio estava ativo, e quando. Portanto, o padrão de atividade é um tipo de protocolo de comunicação que registra a troca de informações entre os neurônios.

O artigo, a partir daqui, estende-se sobre a confiabilidade desse padrão de atividade, o caos reinante na atividade neuronal e a solução para tirar sentido dele através dos potenciais elétricos da membrana celular do neurônio, e também sobre o cálculo da rapidez com que desaparece um padrão de atividade. E especifica:

Aproximadamente um bit de informação desaparece para cada neurônio ativo por segundo. 'Esta taxa extraordinariamente alta de deleção foi uma grande surpesa para nós', diz Wolf (Fred Wolf, chefe do Theoretical Neurophysics research group do Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization). Parece que as informações se perdem no cérebro tão rapidamente quanto podem ser transportadas pelos sentidos.

E o artigo conclui:

Isto tem consequências fundamentais para nossa compreensão do código neural do córtex cerebral. Devido à alta taxa de deleção, as informações sobre os sinais de input sensorial só podem ser mantidas por apenas algumas spikes. Esses novos achados, portanto, indicam que a dinâmica do córtex cerebral tem como finalidade específica o processamento de breves instantâneos do mundo exterior.