Groundbreaking Study Reveals Neural Basis of Abstract Thought
A pioneering study has identified the neural basis of abstract thought, pinpointing a brain region responsible for compositional generalization—the ability to recombine known symbols into new ideas. Publicado em Nature, a pesquisa do Laboratory of Neural Systems da Rockefeller University fornece a primeira evidência definitiva de onde e como o cérebro cria e reutiliza símbolos abstratos, resolvendo um enigma de longa data na neurociência cognitiva.
What Is Compositional Generalization?
Os humanos possuem naturalmente a capacidade de aprender unidades simbólicas discretas e imaginar como esses símbolos podem ser reutilizados em contextos novos. Por exemplo, se você pedir a uma criança que desenhe um animal que não existe, ela geralmente combinará componentes de animais reais—como a cabeça de um cavalo no corpo de um peixe. Essa habilidade de combinar e recombinar blocos de construção mentais está no centro da criatividade, da linguagem e da matemática. No entanto, até agora, os mecanismos neurais subjacentes a esse processo permaneciam elusivos.
Locating the Brain’s Symbolic Engine
A equipe, liderada por Winrich Freiwald, localizou o substrato neural no córtex pré-motor ventral, uma seção do lobo frontal. Essa região parece atuar como uma espécie de mediador entre o córtex pré-frontal e o córtex motor. Freiwald diz que a descoberta resolve um problema de longa data: De onde vêm os símbolos? Ele acrescenta que isso aponta para um futuro em que podemos entender o pensamento mecanicamente.
Key Findings
- O córtex pré-motor ventral é responsável pela generalização composicional.
- Essa região medeia entre os córtices pré-frontal e motor.
- A descoberta fornece a primeira evidência neural da criação e reutilização de símbolos abstratos.
Designing the Experiment
Projetar um experimento para localizar tais mecanismos neurais não foi tarefa fácil. Afinal, apenas humanos fazem matemática, usam linguagem ou desenham, e os métodos atualmente usados para medir a atividade cerebral em humanos não têm a resolução necessária para monitorar a atividade das células nervosas no cérebro. Para superar isso, os pesquisadores treinaram macacos rhesus para desenhar formas geométricas em telas sensíveis ao toque, tratando cada forma como um símbolo de ação discreto. Usando um conjunto de eletrodos, Tian observou centenas de neurônios em oito regiões cerebrais simultaneamente. Tian observa que foi importante lançar uma rede ampla, pois ninguém sabia se ou onde a generalização composicional poderia estar ocorrendo no cérebro.
Implications for Brain Disorders and BCIs
Os pesquisadores veem implicações para melhorar as interfaces cérebro-computador (BCIs) e estudar distúrbios cerebrais. Insights sobre distúrbios do cérebro humano podem surgir da compreensão de como essa região funciona. Ao decodificar o código neural para o pensamento abstrato, os cientistas podem desenvolver novas abordagens para tratar condições que prejudicam o raciocínio simbólico, como afasia ou demência.
Frequently Asked Questions
Which brain region is responsible for abstract thought and compositional generalization?
O córtex pré-motor ventral, uma seção do lobo frontal, atua como o motor simbólico do cérebro para a generalização composicional, de acordo com um novo estudo da Rockefeller University.
How did researchers discover the neural substrates of compositional generalization?
Os pesquisadores treinaram macacos rhesus para desenhar formas geométricas em telas sensíveis ao toque, tratando cada forma como um símbolo de ação discreto, e usaram um conjunto de eletrodos para observar centenas de neurônios em oito regiões cerebrais simultaneamente.
What are the potential implications of this discovery for brain-computer interfaces and brain disorders?
Os pesquisadores veem implicações para melhorar as interfaces cérebro-computador (BCIs) e estudar distúrbios cerebrais, pois a descoberta aponta para um futuro em que podemos entender o pensamento mecanicamente.
