Como é que o cérebro sente o tempo? Investigação portuguesa conquista prémio internacional

O trabalho, intitulado “A dynamic neural field model of chronotopic map formation”, foi apresentado por Paulo Barbosa, de 28 anos, aluno do quarto ano do programa doutoral em Matemática Aplicada e investigador do Centro de Matemática da Universidade do Minho (CMAT).

A investigação foi distinguida pela Sociedade Europeia de Redes Neuronais, entre 296 apresentações candidatas ao prémio.

O estudo contou também com a participação de Wolfram Erlhagen, orientador de Paulo Barbosa e investigador do CMAT, Estela Bicho, do Centro Algoritmi da Universidade do Minho, e Flora Ferreira, do Centro de Matemática da Universidade do Porto.

“Estou feliz e grato pelo reconhecimento, porque mostra que a investigação feita em Portugal tem relevância internacional”, afirma Paulo Barbosa, que considera a distinção uma motivação para continuar a investigação e um reconhecimento importante nesta fase inicial da carreira científica.

Um modelo para explicar a perceção do tempo O estudo procura explicar como o cérebro consegue sentir a passagem do tempo, uma questão que continua a representar um desafio para a neurociência, uma vez que não é conhecido um órgão sensorial nem um circuito neuronal específico responsável por esta função.

A investigação centra-se no chamado “mapa do tempo” do cérebro, designado cronotópico.

Nesta organização, diferentes grupos de neurónios respondem a diferentes durações, estando os intervalos de tempo semelhantes associados a grupos de neurónios mais próximos.

A principal novidade do modelo matemático desenvolvido pela equipa consiste em explicar como diferentes formas de representação do tempo no cérebro podem estar relacionadas.

“Fomos os primeiros a descrever a conversão de um tempo para o outro”, destaca Paulo Barbosa.

Segundo o investigador, o modelo consegue reproduzir fenómenos observados em experiências com animais, incluindo a adaptação a alterações nos contextos temporais.

Permite ainda explicar alguns enviesamentos que surgem quando as pessoas estimam intervalos de tempo.

Da matemática à inteligência artificial O trabalho integra a tese de doutoramento de Paulo Barbosa sobre plasticidade cerebral, ou seja, a capacidade de as ligações entre neurónios se modificarem, contribuindo para comportamentos como a atenção e a tomada de decisão.

A investigação cruza áreas como a matemática, a neurociência, a computação, a inteligência artificial e a robótica.

O próximo passo passa por utilizar estes modelos no desenvolvimento de agentes inteligentes e robôs capazes de lidar com o tempo de uma forma próxima da humana.