Seja para se sair bem em uma entrevista de emprego, conhecer alguém pela primeira vez ou lidar com um desafio inesperado, o sucesso muitas vezes depende da sua capacidade de adaptar seu comportamento. Em algumas situações, adaptar-se rapidamente pode até ser uma questão de sobrevivência. Mas como o cérebro sabe quando é hora de abandonar uma estratégia antiga e tentar algo novo?

Como o cérebro reage a contratempos inesperados

Neurocientistas do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa identificaram um mecanismo-chave no cérebro que ajuda os animais a se adaptarem quando as circunstâncias mudam repentinamente. As descobertas podem melhorar nossa compreensão das condições que dificultam a quebra de hábitos, incluindo o transtorno obsessivo-compulsivo, o vício e a doença de Parkinson. A flexibilidade comportamental é considerada uma das habilidades cognitivas mais importantes em humanos e animais. Ela nos permite responder a novas informações, reconhecer erros e ajustar estratégias quando comportamentos habituais não levam mais ao resultado desejado. Sem essa habilidade, os indivíduos tomariam repetidamente as mesmas decisões, mesmo quando elas claramente não são mais bem-sucedidas.

“Os mecanismos cerebrais subjacentes às mudanças comportamentais têm sido difíceis de compreender até agora, pois a adaptação a uma situação específica é neurologicamente muito complexa. Ela requer atividade coordenada entre múltiplas regiões cerebrais”, explicou o coautor Jeffery Wickens. Estudos anteriores já haviam fornecido evidências de que os chamados interneurônios colinérgicos desempenham um papel importante na adaptação comportamental. Essas células nervosas especializadas liberam acetilcolina, um neurotransmissor envolvido nos processos de atenção, aprendizagem, memória e tomada de decisão. A disfunção desse sistema há muito tempo é associada a vários distúrbios neurológicos e psiquiátricos. “Trabalhos anteriores mostraram que os interneurônios colinérgicos — ou seja, células cerebrais que liberam o neurotransmissor acetilcolina — estão envolvidos na facilitação da flexibilidade comportamental. Aqui, usando técnicas avançadas de imagem, fomos capazes de observar a liberação do neurotransmissor em tempo real e investigar os mecanismos subjacentes à flexibilidade comportamental.”

Para investigar isso, os pesquisadores treinaram camundongos para percorrer um labirinto virtual. Os animais aprenderam qual caminho levava a uma recompensa e, gradualmente, desenvolveram uma estratégia confiável para alcançá-la. Tais processos de aprendizagem se assemelham à formação de hábitos em humanos. Se um determinado comportamento é repetidamente recompensado, o cérebro armazena a ação correspondente como uma estratégia bem-sucedida. O desafio, no entanto, reside em alterar esses hábitos novamente quando as condições mudam. Depois que o caminho da recompensa foi alterado, os ratos, inesperadamente, não receberam a recompensa que haviam antecipado. Essa situação corresponde ao que os neurocientistas chamam de “erro de previsão” — um momento em que a realidade não corresponde às expectativas do cérebro. Esses erros de previsão são considerados um fator-chave para a aprendizagem e a adaptação. Usando microscopia de dois fótons de alta resolução, os pesquisadores conseguiram observar a atividade de neurônios individuais e a liberação de neurotransmissores nos cérebros dos animais quase em tempo real.

“Do ponto de vista neural, observamos um aumento significativo na liberação de acetilcolina em certas áreas do cérebro. E, do ponto de vista comportamental, observamos que mais ratos exibiram o chamado comportamento de ‘mudança por perda’, no qual eles alteravam suas decisões no labirinto após não receberem uma recompensa”, disse o primeiro autor, Gideon Sarpong. Quanto maior o aumento da acetilcolina, mais provável era que os animais mudassem seu comportamento. Os resultados sugerem que a acetilcolina sinaliza ao cérebro que uma estratégia anteriormente bem-sucedida não está mais funcionando e que uma nova solução deve ser buscada.

A acetilcolina ajuda a quebrar velhos hábitos

Para testar se a acetilcolina era de fato responsável por essa flexibilidade comportamental, os pesquisadores reduziram a capacidade dos animais de produzir o neurotransmissor. O efeito foi claro. Os ratos exibiram significativamente menos comportamento de “mudança por perda” e mantiveram-se mais frequentemente fiéis às suas decisões anteriores, mesmo que estas já não levassem ao sucesso. Isso permitiu aos cientistas demonstrar, pela primeira vez, uma ligação direta entre a liberação de acetilcolina e a capacidade de adaptar o comportamento.

A acetilcolina é um dos neurotransmissores mais antigos conhecidos e influencia inúmeros processos no cérebro. Além de seu papel na atenção e na memória, ela também parece servir como uma espécie de sinal biológico para a incerteza e a mudança. Quando uma recompensa esperada não se concretiza, a atividade da acetilcolina aumenta, ajudando o cérebro a questionar padrões comportamentais existentes e a explorar novas possibilidades. Esse mecanismo poderia explicar por que os seres humanos são capazes de aprender com os erros e adaptar seu comportamento a novas situações.

Curiosamente, nem todos os grupos de interneurônios colinérgicos responderam da mesma maneira. Enquanto a maioria das células aumentou sua liberação de acetilcolina, alguns grupos menores de células apresentaram pouca mudança ou até mesmo diminuição da atividade. De acordo com os pesquisadores, isso poderia ser um mecanismo importante para preservar informações aprendidas anteriormente. O cérebro, portanto, não descarta imediatamente uma estratégia antiga, mas continua a armazená-la caso ela se torne útil novamente no futuro.

“Isso sugere que os ratos não necessariamente esquecem o caminho anterior para a recompensa, mas retêm essa informação caso a situação mude novamente”, diz o Dr. Sarpong. Esse equilíbrio entre estabilidade e adaptabilidade é considerado um dos maiores desafios para o cérebro. Por um lado, comportamentos bem-sucedidos devem ser armazenados; por outro lado, o cérebro não deve se tornar tão rígido a ponto de não conseguir mais responder às mudanças.

Implicações para o vício, o transtorno obsessivo-compulsivo e a doença de Parkinson

Os pesquisadores enfatizam que a flexibilidade comportamental envolve muito mais do que um único neurotransmissor ou um único tipo de célula. Inúmeras regiões do cérebro, incluindo o córtex pré-frontal, os gânglios basais e o estriado, trabalham em estreita colaboração para possibilitar a aprendizagem, a tomada de decisões e a adaptação. No entanto, as novas descobertas fornecem uma peça importante do quebra-cabeça para a compreensão desses processos complexos. “Mas é uma peça importante do quebra-cabeça, já que a atividade do estriado, onde esses interneurônios colinérgicos estão localizados, é um componente central desse sistema”, enfatizou o Prof. Wickens. O estriado desempenha um papel fundamental na formação de hábitos, na avaliação de recompensas e no controle de ações direcionadas a objetivos. Distúrbios nessa área estão associados a inúmeras doenças neurológicas.

Além da pesquisa básica, essas descobertas também podem ganhar significado clínico a longo prazo. A doença de Parkinson envolve não apenas uma deficiência do neurotransmissor dopamina, mas também alterações frequentes no sistema da acetilcolina. Distúrbios semelhantes foram observados na esquizofrenia, nos transtornos por uso de substâncias e no transtorno obsessivo-compulsivo (TOC). Particularmente em casos de dependência química e TOC, as pessoas afetadas muitas vezes têm dificuldade em romper padrões comportamentais estabelecidos, mesmo quando estes têm consequências negativas.

“Os níveis de acetilcolina são frequentemente alterados no tratamento de transtornos neuropsiquiátricos, como a doença de Parkinson ou a esquizofrenia; portanto, compreender a função desse neurotransmissor é essencial para o tratamento de muitos transtornos neuropsiquiátricos”, afirmou o Prof. Wickens. “Especialmente em condições como o vício e o transtorno obsessivo-compulsivo, observamos dificuldades em romper hábitos e mudar comportamentos. Compreender os mecanismos da flexibilidade comportamental poderia, portanto, um dia nos ajudar a desenvolver melhores métodos de tratamento.”

Embora a pesquisa ainda esteja em seus estágios iniciais e os resultados tenham sido inicialmente obtidos em camundongos, eles fornecem insights valiosos sobre como o cérebro reage a mudanças inesperadas. A longo prazo, tais descobertas poderiam contribuir para o desenvolvimento de terapias que ajudem as pessoas a superar hábitos prejudiciais com mais facilidade, responder de forma mais flexível a novas situações e recuperar o controle sobre seu comportamento.

Flexibilidade comportamental e o relógio biológico do cérebro

As descobertas do estudo também podem ser vistas no contexto da cronobiologia, ou seja, a pesquisa sobre os ritmos biológicos do corpo. Embora esse aspecto não tenha sido investigado diretamente aqui, sabe-se que a capacidade do cérebro de reagir com flexibilidade e adaptar decisões não é constante, mas é influenciada pelo ritmo circadiano. Esse relógio interno regula os ciclos de sono-vigília, a atenção, a capacidade de aprendizagem e muitos processos cognitivos, garantindo que o cérebro esteja mais receptivo e adaptável em determinados momentos do dia do que em outros.

A acetilcolina desempenha um papel central nesse processo, pois sua atividade está intimamente ligada à vigília, à atenção e ao processamento de novas informações. Como esse neurotransmissor também parece estar crucialmente envolvido na adaptação do comportamento após eventos inesperados, ele poderia servir como um elo entre a flexibilidade cognitiva e os ritmos biológicos diários. Perturbações no sono ou no relógio biológico poderiam, portanto, também prejudicar a capacidade de utilizar novas informações e modificar padrões comportamentais habituais.

Também é interessante observar que condições como a doença de Parkinson, o transtorno obsessivo-compulsivo ou os transtornos por uso de substâncias frequentemente envolvem tanto a adaptação comportamental prejudicada quanto distúrbios do sono e do ritmo circadiano. Isso sugere que os dois sistemas podem estar mais intimamente ligados do que se pensava anteriormente. Embora o presente estudo não tenha investigado diretamente essa conexão, ele fornece mais uma peça do quebra-cabeça sobre como a organização temporal no cérebro e a tomada de decisão flexível interagem.