Embora muitos estudos tenham vinculado essa regia£o do cérebro a  navegação baseada em pontos de referaªncia, exatamente como isso nos ajuda a encontrar nosso caminho não bem compreendido. Um novo estudo dos neurocientistas do MIT agora revela como os neura´nios no RSC usam informações visuais e espaciais para codificar pontos de referaªncia específicos.

"Ha¡ uma sa­ntese de alguns desses sinais - entradas visuais e movimento do corpo - para representar conceitos como pontos de referaªncia", diz Mark Harnett, professor assistente de ciências do cérebro e cognitivas e membro do Instituto McGovern de Pesquisa do Canãrebro do MIT. "O que buscamos neste estudo éa representação emnívelde neura´nio e em população desses diferentes aspectos da navegação espacial."

Em um estudo com ratos, os pesquisadores descobriram que essa regia£o do cérebro cria um "ca³digo de referaªncia", combinando informações visuais sobre o ambiente circundante com feedback espacial da posição dos ratos ao longo de uma trilha. A integração dessas duas fontes de informação permitiu que os ratos aprendessem onde encontrar uma recompensa, com base nos marcos que viram.

"Acreditamos que esse ca³digo que encontramos, que érealmente travado nos marcos, e também oferece aos animais uma maneira de discriminar entre marcos, contribui para a capacidade dos animais de usar esses marcos para encontrar recompensas", diz Lukas Fischer, um Pa³s-doc do MIT e principal autor do estudo.

Harnett éo autor saªnior do estudo, que aparece hoje na revista eLife . Outros autores são os estudantes Raul Mojica Soto-Albors e Friederike Buck, recanãm-formado no MIT.

Estudos anteriores descobriram que pessoas com danos ao RSC tem dificuldade em encontrar o caminho de um lugar para outro, mesmo que ainda reconhea§am o ambiente. O RSC também éuma das primeiras áreas afetadas nos pacientes com Alzheimer, que costumam ter problemas para navegar.

O RSC éentalado entre o cortex visual prima¡rio e o cortex motor, e recebe informações de ambas as áreas. Tambanãm parece estar envolvido na combinação de dois tipos de representações do espaço - alocaªntrico, significando a relação dos objetos entre si, e egocaªntrico, significando a relação dos objetos com o espectador.

"As evidaªncias sugerem que o RSC érealmente um lugar onde vocêtem uma fusão desses diferentes quadros de referaªncia", diz Harnett. “As coisas parecem diferentes quando me movo pela sala, mas éporque meu ponto de vista mudou. Eles não estãomudando em relação um ao outro.

Neste estudo, a equipe do MIT decidiu analisar o comportamento de neura´nios RSC individuais em camundongos, incluindo como eles integram várias entradas que ajudam na navegação. Para fazer isso, eles criaram um ambiente de realidade virtual para os ratos, permitindo que eles corressem em uma esteira enquanto assistiam a uma tela de va­deo que faz parecer que eles estãocorrendo ao longo de uma pista. A velocidade do va­deo édeterminada pela rapidez com que os ratos correm.

Em pontos específicos ao longo da trilha, pontos de referaªncia aparecem, sinalizando que háuma recompensa dispona­vel a uma certa distância além do ponto de referaªncia. Os ratos tiveram que aprender a distinguir entre dois pontos de referaªncia diferentes e a saber atéque ponto cada um deles teve que correr para obter a recompensa.

Depois que os ratos aprenderam a tarefa, os pesquisadores registraram a atividade neural no RSC enquanto os animais corriam ao longo da pista virtual. Eles conseguiram gravar a partir de algumas centenas de neura´nios por vez e descobriram que a maioria deles ancorava sua atividade em um aspecto especa­fico da tarefa.

Havia três pontos de ancoragem principais: o ini­cio do julgamento, o ponto de referaªncia e o ponto de recompensa. A maioria dos neura´nios estava ancorada nos pontos de referaªncia, o que significa que sua atividade teria um pico consistente em um ponto especa­fico em relação ao ponto de referaªncia, digamos 50 centa­metros antes dele ou 20 centa­metros depois dele.

A maioria desses neura´nios respondeu aos dois pontos de referaªncia, mas um pequeno subconjunto respondeu a apenas um ou outro. Os pesquisadores levantam a hipa³tese de que esses neura´nios fortemente seletivos ajudam os ratos a distinguir entre os pontos de referaªncia e percorrer a distância correta para obter a recompensa.

Quando os pesquisadores usaram a optogenanãtica (uma ferramenta que pode desativar a atividade dos neura´nios) para bloquear a atividade no RSC, o desempenho dos ratos na tarefa ficou muito pior.

Os pesquisadores também fizeram um experimento no qual os ratos poderiam optar por rodar ou não enquanto o va­deo era reproduzido a uma velocidade constante, não relacionada ao movimento dos ratos. Os ratos ainda podiam ver os pontos de referaªncia, mas a localização dos pontos de referaªncia não estava mais ligada a uma recompensa ou ao comportamento do pra³prio animal. Nessa situação, os neura´nios do RSC responderam aos pontos de referaªncia, mas não tão fortemente quanto quando os ratos os usavam para navegação.

Outros experimentos permitiram que os pesquisadores demonstrassem quanta ativação de neura´nio éproduzida pela entrada visual (vendo os pontos de referaªncia) e pelo feedback sobre o movimento do mouse. No entanto, a simples adição desses dois números produziu totais muito inferiores a  atividade neuronal observada quando os ratos estavam navegando ativamente na pista.

"Acreditamos que isso éevidência de um mecanismo de integração não linear dessas entradas, onde elas são combinadas de uma maneira que cria uma resposta maior do que a que vocêobteria se apenas adicionasse essas duas entradas de maneira linear", diz Fischer.

Os pesquisadores agora planejam analisar dados que eles já coletaram sobre como a atividade dos neura´nios evolui ao longo do tempo, a  medida que os ratos aprendem a tarefa. Eles também esperam realizar outras experiências nas quais poderiam tentar medir separadamente entradas visuais e espaciais em diferentes locais dos neura´nios do RSC.

A pesquisa foi financiada pelo National Institutes of Health, o McGovern Institute, o NEC Corporation Fund for Research in Computers and Communications no MIT e a Klingenstein-Simons Fellowship in Neuroscience.