A neurociência sensorial é um subcampo que pertence a neurociência que explora a anatomia e a fisiologia dos neurônios que fazem parte dos sistemas sensoriais, como a visão, a audição e o olfato. Os neurônios nas regiões sensoriais do cérebro respondem a estímulos disparando um ou mais impulsos nervosos ( potenciais de ação ) após a apresentação do estímulo. Como a informação sobre o mundo exterior é codificada pela taxa, tempo e padrão dos potenciais de ação. Esse chamado código neural é pouco compreendido e os estudos em neurociência sensorial desempenha um papel importante na tentativa de decifrá-lo. Compreender o processamento sensorial inicial é relevante, considerando que as regiões cerebrais "superiores", como por exemplo, aquelas que estão envolvidas na memória ou na emoção) contêm neurônios que codificam representações mais abstratas. No entanto, espera-se que existam princípios unificadores que governem como o cérebro codifica e processa informações. O estudo dos sistemas sensoriais é um passo importante para a nossa compreensão do funcionamento do cérebro.

Experimentos típicos Um experimento comum em neurociência sensorial envolve a apresentação de uma série de estímulos relevantes a um sujeito experimental enquanto seu cérebro é monitorado. Esse monitoramento pode ser realizado por meios não invasivos, como ressonância magnética funcional (RMf) ou eletroencefalografia (EEG), ou por meios mais invasivos, como a eletrofisiologia, que utiliza eletrodos para registrar a atividade elétrica tanto de neurônios individuais como de grupos de neurônios. A RMf mede alterações no fluxo sanguíneo relacionadas ao nível de atividade neural e oferece baixa resolução espacial e temporal, mas fornece dados de todo o cérebro. Em contraste, a eletrofisiologia oferece altíssima resolução temporal (os formatos dos potenciais de ação individuais podem ser resolvidos) e permite a coleta de informações de células individuais. Esses são experimentos relevantes já que os cálculos são realizados nos dendritos de neurônios individuais.

Experimentos com neurônios individuais Em grande parte do sistema nervoso central, os neurônios se comunicam exclusivamente enviando uns aos outros potenciais de ação, mais comumente chamados "picos". Portanto, acredita-se que toda a informação que um neurônio sensorial codifica sobre o mundo exterior pode ser inferida pelo padrão de seus picos. Até o momento, as técnicas experimentais utilizadas atualmente não são capazes de medir picos individuais de forma não invasiva. Essa codificação inclui a Teoria do Processo Dual e como pensamos de maneira consciente e inconsciente.

Um experimento comum utilizando apenas um neurônio consiste em isolar um neurônio (isto é, navegar pelo neurônio até que o pesquisador encontre um neurônio que dispare em resposta ao tipo de estímulo a ser apresentado e (opcionalmente) determinar que todos os disparos observados realmente vêm de um único neurônio) e, em seguida, apresentar um protocolo de estímulo. Como as respostas neurais são inerentemente variáveis, ou seja, seu padrão de disparo pode depender de mais do que apenas o estímulo apresentado, embora nem toda essa variabilidade seja ruído verdadeiro, considerando que fatores além do estímulo apresentado podem afetar o neurônio sensorial em estudo), muitas vezes o mesmo protocolo de estímulo precisa ser repetido diversas vezes para conseguir uma noção da variabilidade que um neurônio pode apresentar. Uma técnica de análise comum é estudar a taxa média de disparo variável do neurônio ao longo do tempo, chamada de histograma de tempo pós-estímulo ou PSTH.

Estimativa do campo receptivo Um dos principais objetivos da neurociência sensorial é tentar estimar o campo receptivo do neurônio; isto é, tentar determinar quais estímulos fazem o neurônio disparar e de que maneiras. Uma forma comum de encontrar o campo receptivo é usar regressão linear para descobrir quais características do estímulo normalmente fazem com que os neurônios fiquem excitados ou inibidos. Como o campo receptivo de um neurônio sensorial pode variar no tempo (isto é, na latência entre o estímulo e o efeito que ele tem sobre o neurônio) e em alguma dimensão espacial (literalmente espaço para células visuais e somatossensoriais, mas outras dimensões "espaciais", como a frequência de um som para neurônios auditivos), o termo campo receptivo espaço-temporal ou STRF é frequentemente usado para descrever esses campos receptivos.

Estímulos naturais Na neurociência sensorial, uma tendência recente tem sido a adoção de estímulos naturais para a caracterização de neurônios sensoriais. Há motivos para acreditar que houve uma pressão evolutiva sobre os sistemas sensoriais para que fossem capazes de representar bem os estímulos naturais, de modo que esses sistemas possam exibir o comportamento mais significativo em resposta a eles. A adoção de estímulos naturais na neurociência sensorial tem sido dificultada pelo fato de que as descrições matemáticas desses estímulos tendem a ser mais complexas do que as de estímulos artificiais simplificados, como tons ou cliques simples na audição ou padrões de linhas na visão. Existem softwares gratuitos disponíveis para auxiliar neurocientistas interessados em estimar campos receptivos a lidar com a dificuldade de usar estímulos naturais.

A neurociência sensorial também é usada como uma abordagem ascendente para estudar a consciência. Por exemplo, o sentido visual e a representação foram estudados por Crick e Koch (1998), e experimentos foram sugeridos para testar várias hipóteses nesta linha de pesquisa.

Ver também

Hipótese de codificação eficiente Integração multissensorial

Referências

Categoria:Códigos neurais Categoria:Redes neurais Categoria:Neurociência Categoria:Sistema sensorial Categoria:Percepção Categoria:Neurofisiologia