Redes complexas e neurociência

Ao longo da Escola em Redes Complexas e Neurociências, realizada no ICTP-SAIFR entre os dias 28 de setembro e 16 de outubro, Claudio Mirasso, da Universitat de les Illes Balears, da Espanha, falou sobre a relação entre redes complexas e estudos do cérebro. O pesquisador, um dos organizadores do evento, ressaltou como, por um lado, ideias da Física podem ajudar em trabalhos de neurociência e, por outro, como a maneira do cérebro funcionar pode contribuir para pesquisas de ciências exatas.

Funcionamento Cerebral

Imagem do cérebro, com destaque para o tálamo

Um dos interesses de Mirasso é entender a sincronia entre diferentes regiões do cérebro.

“Com estudos de eletroencefalografia (EEG) vemos que regiões do cérebro, muitas vezes não conectadas estruturalmente, estão sincronizadas”, diz ele. “Através de estudos com redes complexas, buscamos compreender como ocorre essa sincronia e a troca de informações entre as diferentes áreas cerebrais”.

Um dos motivos pelos quais isso ocorre, segundo o pesquisador, é que as regiões têm funções semelhantes ou complementares. Quando vemos um objeto, por exemplo, informações sobre sua forma, cor e posição no espaço chegam ao cérebro, e diferentes áreas são ativadas para processar esse conjunto de informações.

“Entre nossos resultados mais recentes, observamos que o tálamo é um dos principais responsáveis pela coordenação dessa sincronia”, afirma Mirasso.

Processamento de informação

Se redes complexas ajudam a entender como o cérebro funciona, o contrário também pode acontecer – principalmente quando se trata de processamento de informações.

“Estamos vivendo a era da informação”, diz Mirasso. “A quantidade de dados aumenta a cada dia e, por isso, precisamos de novas formas para processar toda essa informação”.

Uma das maneiras de tornar o processamento mais eficiente é separar, previamente, apenas os dados de interesse. Essa técnica é a mesma empregada pelo cérebro: todos os segundos somos bombardeados com milhares de estímulos visuais, sensoriais, auditivos e de outras naturezas. Entretanto, apenas o que é relevante é processado.

“Estudar como o cérebro filtra e processa informação e tentar copiá-lo pode nos ajudar a criar maneiras mais eficientes de processar dados em computadores”, afirma Mirasso.

O cérebro também pode contribuir no aprimoramento de mecanismos de reconhecimento facial e de voz. Apesar de computadores serem mais eficientes do que humanos ao realizar cálculos, por exemplo, nós somos muito superiores para diferenciar rostos e vozes. Pesquisar o que torna nossos cérebros especialistas nessas funções é um caminho para aprimorar sistemas computacionais que tentam discernir diferentes faces e sons.