Adição e subtração fazem disparar diferentes neurónios

Um mais um é sempre igual a dois e quatro menos três é sempre igual a um. Fazemos contas desde pequenos e quase sem pensar. Apesar disso, o processo cerebral envolvido no processo ainda é um mistério para os neurocientistas. Agora, graças a um trabalho surpreendente, publicado na revista Current Biology, tornou-se um pouco mais claro o que se passa no cérebro durante estas operações aritméticas.

No trabalho, conduzido por investigadores da Universidade de Bona e de Tubinga, na Alemanha, percebeu-se que há diferentes neurónios a serem convocados para uma soma e para uma subtração. Ou seja, os resultados apontam para que alguns neurónios estejam ativos exclusivamente durante as adições, enquanto outros estão em funcionamento durante as subtrações. E, surpreendentemente, isto acontece quer a instrução de cálculo seja escrita como uma palavra ou um símbolo.

Cinco mulheres e quatro homens participaram neste estudo, cuja componente experimental decorreu no departamento de epileptologia do Hospital Universitário de Bona. Aproveitando uma técnica utilizada no diagnóstico da epilepsia, que passa pela implantação de elétrodos no crânio para deteção dos neurónios afetados, os cientistas conseguiram identificar com precisão os neurónios envolvidos em cada operação matemática. «Descobrimos que eram diferentes os neurónios que disparavam durante as adições e os que disparavam durante as subtrações», explica Florian Mormann, do Departamento de Epileptologia do Hospital Universitário de Bona. O que se manteve quando os sinais de “+” e de “-“ foram substituídos por palavras. «Mesmo quando substituímos os símbolos matemáticos por palavras, o efeito verificou-se”, completa a estudante de doutoramento Esther Kutter.  «Por exemplo, quando pedimos aos voluntários que “somassem 5 e 3”, os seus neurónios da adição puseram-se em ação; enquanto para “7 menos 4”, foram os da subtração a serem ativados.»

Depois da identificação tão rigorosa destes neurónios do hipocampo, os cientistas montaram o processo contrário: Treinaram um algoritmo de inteligência artificial com as leituras dos elétrodos, fazendo corresponder cada sinal a uma soma ou a uma subtração. Após a fase de treino, o algoritmo foi confrontado com novos dados de atividade, sendo capaz de identificar, com precisão, a operação que estava na origem dos sinais.

Já no córtex parahipocampal, outra área analisada pela equipa, o comportamento dos neurónios muda drasticamente. Nesta região cerebral também se encontraram células nervosas que disparam especificamente durante a adição ou subtração. Só que durante uma soma diferentes neurónios de adição tornaram-se alternadamente ativos. Como se a tecla calculadora mudasse constantemente de localização, comparam os cientistas no comunicado divulgado pela Universidade de Bona. O mesmo acontecendo com a subtração, num fenómeno denominado «codificação dinâmica».

Para o responsável pelo trabalho, Florian Mormann, o estudo é «um passo importante para uma melhor compreensão de uma de nossas habilidades simbólicas mais importantes, ou seja, calcular com números.» Pistas que poderão vir a ajudar a melhorar o ensino e a aprendizagem da matemática, embora seja ainda muito cedo para saber como.