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# Biologia # Neurociência

Como Nossos Cérebros Preveem Recompensas

Explore como o cérebro antecipa recompensas e reage a mudanças.

Yuji K. Takahashi, Zhewei Zhang, Thorsten Kahnt, Geoffrey Schoenbaum

― 7 min ler


Previsões de Recompensas Previsões de Recompensas no Nosso Cérebro e se adaptam às recompensas. Aprenda como nossos cérebros antecipam
Índice

Imagina um mundo onde seu cérebro é tipo uma bola de cristal super inteligente, tentando adivinhar o que vai acontecer a seguir. É isso que nossos cérebros fazem quando tentam prever os resultados das nossas ações, especialmente quando se trata de recompensas. Todo mundo quer saber se o esforço vai valer a pena, seja por uma fatia deliciosa de pizza ou um novo jogo. Essa habilidade de prever recompensas ajuda a gente a adaptar nosso comportamento, então podemos fazer escolhas melhores. Mas como é que nosso cérebro consegue fazer essa mágica?

O Que São Erros de Previsão?

Quando pensamos em recompensas, tem duas coisas principais a considerar: valor e identidade. Valor é sobre quanto queremos algo—tipo aquela pizza que estamos desejando. Identidade se refere ao que a recompensa realmente é—tipo se é de pepperoni ou vegetariana. Às vezes, nossos cérebros erram nas previsões. Por exemplo, podemos esperar uma fatia enorme, mas receber uma bem pequenininha. Isso é conhecido como um "erro de previsão."

Erros de previsão são super importantes porque dizem ao nosso cérebro quando algo não é como se esperava. Se tivermos que escolher entre duas recompensas e uma não corresponder às nossas expectativas, nosso cérebro recebe um sinal para atualizar as previsões da próxima vez.

O Sistema de Previsão do Cérebro

O cérebro tem áreas especiais que ajudam com essas previsões. Um jogador chave é o sistema de dopamina, que é como um torcedor das recompensas. Sempre que algo recompensador acontece, os neurônios de dopamina disparam, dizendo, "Uhul, isso foi bom!" Mas, na real, esses neurônios fazem mais do que sinalizar quando algo é recompensador; eles também reagem a mudanças nas características da recompensa.

Neurônios de Dopamina e Seu Papel

Os neurônios de dopamina estão em uma parte do cérebro chamada área tegmental ventral (ATV). Esses neurônios têm um trabalho especial: eles reagem a mudanças nas recompensas, seja sobre a quantidade (como receber mais pizza) ou o tipo (tipo trocar pepperoni por cogumelos). Quando recebemos uma recompensa surpresa—mesmo que não seja o que esperávamos—os neurônios de dopamina acendem.

Porém, quando algo dá errado, como quando esperamos uma recompensa e não a recebemos, esses neurônios também sinalizam um problema. Então, eles desempenham um papel duplo: celebrando recompensas e sinalizando erros quando as coisas não correspondem às nossas expectativas.

A Importância de Aprender

Essa habilidade de prever recompensas ajuda a gente a aprender. Se nosso cérebro percebe que estávamos errados sobre uma recompensa, ele ajusta nossas expectativas futuras. Mas o que acontece se uma área do cérebro responsável por essas previsões se machuca? Aí as coisas ficam interessantes.

O Papel do Hipocampo e do Cortex Orbitofrontal

Duas áreas importantes no cérebro que precisamos prestar atenção são o hipocampo e o cortex orbitofrontal (COF). O hipocampo é geralmente ligado à memória, ajudando a gente a lembrar experiências passadas. O COF, por outro lado, ajuda na tomada de decisões e na compreensão de resultados. Juntos, eles desempenham um papel crucial no processamento de erros de previsão relacionados a recompensas.

Quando essas áreas estão funcionando direitinho, nosso cérebro faz previsões precisas. No entanto, se alguma dessas áreas está danificada, a habilidade de atualizar previsões sobre recompensas pode falhar. Por exemplo, se o hipocampo de alguém está lesionado, a pessoa pode não registrar as mudanças nas recompensas corretamente, levando a confusão sobre o que esperar no futuro.

Experimentos com Ratos: Um Olhar Dentro do Cérebro

Para entender como essas áreas do cérebro funcionam, pesquisadores costumam recorrer a estudos com animais. Ratos são comumente usados para isso. Nesses estudos, os ratos realizam tarefas que envolvem adivinhar qual recompensa alimentar vão receber. Os pesquisadores então observam como as células cerebrais deles se comportam em resposta a diferentes tipos de recompensas.

Configuração do Experimento

Em um experimento típico, os ratos são treinados para associar certos odores com recompensas. Eles podem sentir um cheiro gostoso e depois precisam escolher de que lado de uma câmara ir para pegar a recompensa. Às vezes, a recompensa muda de valor (como ganhar três gotas de leite em vez de uma), enquanto outras vezes muda de identidade (como trocar chocolate por baunilha).

Assistindo como os neurônios de dopamina reagem, os cientistas podem aprender muito sobre como o cérebro processa informações sobre recompensas. É meio como assistir a um programa de culinária onde você aprende novas receitas, mas com a atividade cerebral em vez de comida!

Resultados: O Que os Ratos Nos Ensinam?

Quando tudo está funcionando bem, os neurônios de dopamina dos ratos reagem fortemente a ambos os tipos de mudanças nas recompensas. Eles disparam quando uma recompensa maior é dada e desaceleram quando uma recompensa é retirada ou quando o sabor é trocado. Isso indica que os ratos estão atualizando suas expectativas corretamente.

Porém, se os ratos têm lesões no hipocampo ou no cortex orbitofrontal, as coisas mudam. Ratos com danos no hipocampo podem não acompanhar as mudanças na identidade da recompensa de jeito nenhum. Eles agem como se ainda estivessem no passado, incapazes de atualizar seu conhecimento sobre qual gostosura está na mesa.

Por outro lado, ratos com lesões no cortex orbitofrontal mostram comportamentos estranhos também, mas de uma maneira diferente. Eles ainda reconhecem que houve uma mudança, mas acabam sendo reativos demais a essas mudanças, indicando que não ajustam suas expectativas corretamente. É tipo ser surpreendido toda vez que alguém muda os toppings da sua pizza!

Implicações para os Humanos

O que toda essa conversa sobre ratos significa para nós, humanos? Bem, acontece que nossos cérebros funcionam de maneiras parecidas. As mesmas áreas do cérebro e sistemas envolvidos na previsão de recompensas em ratos também estão presentes em pessoas. Isso dá aos pesquisadores insights valiosos sobre como aprendemos e adaptamos nosso comportamento em resposta a mudanças nas recompensas.

Aplicações no Mundo Real

Entender como o cérebro processa informações sobre recompensas pode ajudar em várias áreas, desde educação até tratamento de vícios. Por exemplo, se soubermos que certas áreas do cérebro falham em reagir adequadamente às mudanças em recompensas, podemos encontrar maneiras mais eficazes de ensinar as pessoas ou ajudar na recuperação de hábitos ruins.

Quando alguém está tentando parar de fumar, por exemplo, entender como o cérebro dele prevê a recompensa pode ajudar a gente a desenhar melhores sistemas de apoio. Em vez de esperar gratificação imediata de um cigarro, o objetivo pode ser ajudar a pessoa a reconhecer os benefícios a longo prazo de parar.

Conclusão

Nossos cérebros são maravilhosamente complexos, e a habilidade deles de prever recompensas é uma parte chave de como funcionamos. Aprendendo com os erros e adaptando nosso comportamento, navegamos pelas surpresas da vida—como mudanças nos toppings da pizza e lançamentos inesperados de jogos.

Através da pesquisa, estamos descobrindo como regiões específicas do cérebro interagem para nos permitir prever recompensas e ajustar nossas expectativas. À medida que aprendemos mais sobre como esse sistema funciona tanto em ratos quanto em humanos, podemos entender melhor os mecanismos subjacentes do comportamento e da tomada de decisão. Então, da próxima vez que você pegar uma fatia de pizza, lembre-se: seu cérebro está trabalhando duro para prever quão satisfatória aquela mordida vai ser!

Fonte original

Título: Dopaminergic responses to identity prediction errors depend differently on the orbitofrontal cortex and hippocampus

Resumo: Adaptive behavior depends on the ability to predict specific events, particularly those related to rewards. Armed with such associative information, we can infer the current value of predicted rewards based on changing circumstances and desires. To support this ability, neural systems must represent both the value and identity of predicted rewards, and these representations must be updated when they change. Here we tested whether prediction error signaling of dopamine neurons depends on two areas known to represent the specifics of rewarding events, the HC and OFC. We monitored the spiking activity of dopamine neurons in rat VTA during changes in the number or flavor of expected rewards designed to induce errors in the prediction of reward value or reward identity, respectively. In control animals, dopamine neurons registered both error types, transiently increasing firing to additional drops of reward or changes in reward flavor. These canonical firing signatures of value and identity prediction errors were significantly disrupted in rats with ipsilateral neurotoxic lesions of either HC or OFC. Specifically, HC lesions caused a failure to register either type of prediction error, whereas OFC lesions caused persistent signaling of identity prediction errors and much more subtle effects on signaling of value errors. These results demonstrate that HC and OFC contribute distinct types of information to the computation of prediction errors signaled by dopaminergic neurons.

Autores: Yuji K. Takahashi, Zhewei Zhang, Thorsten Kahnt, Geoffrey Schoenbaum

Última atualização: 2024-12-17 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.11.628003

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.11.628003.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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