Introdução ao problema da generalização composicional
Animais capazes de enfrentar situações inéditas demonstram uma habilidade cognitiva que vai além da simples memorização. Para humanos, isso se manifesta ao escrever o primeiro verso de um poema, resolver uma equação complexa ou improvisar um solo de jazz. Em um macaco, a mesma capacidade pode aparecer ao escalar um tronco desconhecido para alcançar uma fruta. A ideia de que o cérebro resolve esses desafios ao recombinar blocos de conhecimento pré‑existentes – processo conhecido como generalização composicional – tem sido sustentada por evidências comportamentais, mas a base neural ainda era pouco clara.
Metodologia do estudo
Publicada em maio de 2024 na revista Nature, a pesquisa utilizou dois macacos rhesus treinados para desenhar símbolos simples (círculos, zig‑zags, setas e linhas retas) em uma tela sensível ao toque. Cada animal desenvolveu um estilo próprio de traçar os símbolos, semelhante a uma caligrafia individual. Após aprender os símbolos, os macacos receberam recompensas de suco ao tentar reproduzir uma forma mais complexa que combinava os elementos já conhecidos. Surpreendentemente, os animais conseguiram desenhar a nova figura na primeira tentativa, indicando que reutilizaram seus repertórios de símbolos.
Registro neural e áreas investigadas
Durante todo o experimento, foram implantadas matrizes de eletrodos que registraram a atividade de 40 a 50 neurônios em oito regiões cerebrais associadas ao planejamento, cognição e controle motor. Os pesquisadores formularam três previsões para as áreas que deveriam reutilizar os símbolos aprendidos:
- Invariância espacial: a atividade neural não deveria mudar com o tamanho ou a posição da figura, pois o código deveria ser independente dos detalhes motores;
- Representação distinta: cada símbolo simples deveria gerar um padrão de disparo reconhecível;
- Composição de padrões: a resposta a uma figura complexa deveria ser a soma dos padrões correspondentes a cada símbolo componente.
Dos oito locais analisados, apenas o córtex premotor ventral exibiu o conjunto de características descrito, sugerindo que essa região codifica o que os autores chamam de “símbolos de ação”.
Relevância dos achados para a neurociência cognitiva
O uso de uma tarefa de desenho representa um avanço significativo em relação a experimentos anteriores, que limitavam-se a combinações mecânicas simples, como empurrar, puxar ou girar alavancas. Como destaca Tim Buschman, professor de neurociência em Princeton, “essa tarefa amplia a expressividade comportamental e permite observar como blocos simbólicos são combinados em níveis mais sofisticados”.
Curiosamente, a codificação dos símbolos de ação foi encontrada no córtex premotor ventral, enquanto estudos prévios apontavam o córtex pré‑frontal como o principal responsável por regras abstratas. Charlie Wilson, pesquisador do INSERM, observa que “é notável a especificidade dessa atividade em uma única região, ao contrário de uma distribuição ampla”.
Perspectivas futuras
Os autores planejam investigar como o cérebro combina internamente esses símbolos para gerar novas representações motoras. Em um pré‑print de janeiro 2024, a equipe relatou que áreas como o córtex pré‑suplementar motor e o córtex frontal dorsomedial organizam os símbolos em estruturas semelhantes a gramáticas de programação, exibindo “loops” e “cláusulas” que lembram componentes de um algoritmo computacional.
Essas descobertas reforçam a hipótese de que a criatividade cognitiva pode ser descrita mecanicamente, oferecendo um caminho promissor para entender como cérebros de diferentes espécies criam soluções inovadoras a partir de repertórios limitados.