Pesquisadores do Instituto Picower do MIT relatam que ondas rotativas de atividade neural ajudam o cérebro a recuperar o foco após distração. Em estudos com animais, a extensão dessas rotações rastreou o desempenho: rotações completas alinharam-se com respostas corretas, enquanto ciclos incompletos foram ligados a erros. O tempo entre uma distração e a resposta também importou, sugerindo um ciclo de recuperação dependente do tempo.
Tão facilmente quanto a mente pode se desviar do curso, ela também pode refocar. Pesquisadores do Instituto Picower de Aprendizagem e Memória do MIT descrevem como isso pode funcionar: em um estudo com animais, eles observaram atividade neural sincronizada que aparece como uma onda rotativa através do córtex, guiando o pensamento de volta à tarefa em questão.
"As ondas rotativas atuam como pastores que dirigem o córtex de volta ao caminho computacional correto", disse o autor sênior Earl K. Miller, Professor Picower no Instituto Picower e no Departamento de Cérebro e Ciências Cognitivas do MIT.
Tamal Batabyal, um pesquisador pós-doutoral no Instituto Picower, liderou o trabalho, que foi publicado em 3 de novembro de 2025 no Journal of Cognitive Neuroscience.
Durante os experimentos, animais realizaram uma tarefa de memória de trabalho visual que era ocasionalmente interrompida por distrações. O desempenho tipicamente caía — produzindo erros ou tempos de reação mais lentos — enquanto os cientistas registravam atividade elétrica de centenas de neurônios no córtex pré-frontal, uma região central para a cognição superior.
Para examinar como populações de neurônios se coordenavam ao longo do tempo, a equipe aplicou uma abordagem matemática que eles chamam de codificação de subespaço. Após distrações, a atividade traçava uma trajetória rotativa nesse subespaço — um efeito que Miller comparou a “estorninhos murmurando no céu”, circulando de volta à formação. O grau de rotação previa o comportamento: quando as distrações eram superadas, a atividade neural formava um círculo completo; quando não, a rotação ficava aquém em média cerca de 30 graus e progredia mais lentamente. A recuperação melhorava quando mais tempo decorría entre a distração e a resposta requerida, permitindo que a rotação se completasse.
Notavelmente, essas rotações apareciam apenas após distrações — independentemente do tipo testado — e não surgiam espontaneamente durante a tarefa.
Rotações matemáticas refletem ondas viajantes físicas
Embora a codificação de subespaço seja uma representação abstrata, medições diretas indicaram uma onda viajante real rotacionando através do córtex na mesma velocidade da rotação observada no subespaço. “Não há razão em princípio para que uma rotação nesse subespaço matemático corresponda diretamente a uma rotação na superfície do córtex”, disse Miller. “Mas faz. Isso me sugere que o cérebro está usando essas ondas viajantes para realmente fazer computação, computação analógica. A computação analógica é muito mais eficiente em energia do que a digital e a biologia favorece soluções eficientes em energia. É uma forma diferente, e mais natural, de pensar sobre computação neural.”
Coautores incluem Scott Brincat, Jacob Donoghue, Mikael Lundqvist e Meredith Mahnke. O estudo foi apoiado pelo Office of Naval Research, o Simons Center for the Social Brain, a Freedom Together Foundation e o Instituto Picower de Aprendizagem e Memória.
