A célula da avó, às vezes chamada de "neurônio Jennifer Aniston", em referência à atriz Jennifer Aniston, é um neurônio hipotético que representa um conceito ou objeto complexo, porém específico. Sua ativação ocorre quando uma pessoa "vê, ouve ou discrimina de alguma forma sensível" uma entidade específica, como quando alguém identifica sua avó. Ele contrasta com o conceito de codificação de conjunto (ou codificação "grosseira"), onde o conjunto único de características que definem a avó é detectado como um padrão de ativação específico em um conjunto de neurônios, em vez de ser detectado por uma "célula da avó" específica
O termo passou a ser usado por volta de 1969 pelo cientista cognitivo Jerry Lettvin. Inicialmente, em vez de servir como uma hipótese séria, o termo de "célula avó" foi usado em piadas e passou a ser usado como um "argumento falso" para uma discussão sobre teorias de conjuntos em livros didáticos introdutórios. Um conceito semelhante, o de neurônio gnóstico, foi introduzido vários anos antes por Jerzy Konorski que estudava não apenas o comportamento objetivo, mas também a introspecção.
História Em 1953, Horace Barlow descreveu de forma ampla células na retina de uma rã como "detectores de insetos", mas o termo não ganhou popularidade. Com a continuidade das pesquisas, vários anos depois, Jerome (Jerry) Lettvin e outros também estudaram essas e outras células, resultando eventualmente em seu amplamente conhecido artigo de 1959 "O que o olho da rã diz ao cérebro da rã".
Foi por volta de 1969 que Lettvin introduziu o termo "célula avó" em um curso que ministrava no MIT, contando uma anedota fictícia sobre um neurocirurgião que havia descoberto um grupo de "células-mãe" no cérebro que "respondiam exclusivamente apenas a figura de uma mãe... animada ou empalhada, vista de frente ou de costas, de cabeça para baixo ou na diagonal, ou representada por caricatura, fotografia ou abstração". Na história contada por Lettvin, o neurocirurgião removeu (ablatou) todos esses "vários milhares de neurônios separados" do cérebro de Portnoy, o personagem-título do romance de Philip Roth de 1969, A Queixa de Portnoy, curando-o assim de sua obsessão por sua mãe, e passou a estudar as "células avó".
Em 2005, Ed Connor observou que o termo passou a ser empregado como uma abreviação para invocar todos os argumentos práticos esmagadores contra um esquema de codificação de objetos um-para-um." No entanto, naquele ano, os neurocirurgiões da UCLA, Itzhak Fried, seu pupilo Rodrigo Quian Quiroga e outros, publicaram descobertas sobre o que viriam a chamar de "neurônio Jennifer Aniston". Após operar pacientes que sofriam de crises epilépticas, os pesquisadores apresentavam fotos de celebridades como Jennifer Aniston. Os pacientes, que estavam totalmente conscientes, apresentavam um disparo neuronal específico, indicando que o cérebro possui neurônios específicos para reconhecer a atriz Aniston.
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Células seletivas faciais Com os avanços nas neurociências, pesquisadores especializados em mecanismos cerebrais da visão mostraram que os neurônios visuais no córtex temporal inferior do macaco disparam seletivamente para mãos e rostos. Essas células são consideradas seletivas, pois não disparam para outros objetos visuais importantes para macacos, como frutas e genitália. Pesquisas mostram que algumas dessas células podem ser treinadas para apresentar alta especificidade para objetos visuais arbitrários, e estas parecem atender aos requisitos das células gnósticas/avós. Além disso, existem evidências de células no hipocampo humano que apresentam respostas altamente seletivas a diferentes categorias de estímulos incluindo respostas altamente seletivas a rostos humanos individuais.
No entanto, a maioria das células seletivas para faces relatadas não são células gnósticas/de avó, uma vez que não representam uma percepção específica, ou seja, não são células estritamente seletivas em suas ativações para uma única face, independentemente das transformações de tamanho, orientação e cor. Mesmo as células faciais mais seletivas geralmente também disparam, embora mais fracamente, para uma variedade de faces individuais. Além disso, as células seletivas para faces frequentemente variam em sua responsividade a diferentes aspectos das faces. Isso sugere que a responsividade celular surge da necessidade do macaco de diferenciar entre diferentes faces individuais, em vez de entre outras categorias de estímulos, como bananas, cujas propriedades de discriminação estão ligadas ao fato de que diferentes faces individuais são muito mais semelhantes entre si em sua organização geral e detalhes finos do que outros tipos de estímulos. Além disso, foi sugerido que essas células podem, na verdade, estar respondendo como neurônios detectores de características especializados que funcionam apenas no contexto holístico de uma construção facial.
Uma ideia é que essas células formam conjuntos para a codificação grosseira ou distribuída de rostos, em vez de detectores para rostos específicos. Assim, uma avó específica pode ser representada por um conjunto especializado de células de avó ou quase avó.
Células de reconhecimento específicas individuais Um estudo realizado em 2005 da UCLA e do Caltech encontrou evidências de diferentes células que disparam em resposta a pessoas específicas, como Bill Clinton ou Jennifer Aniston. Um neurônio para Halle Berry, por exemplo, poderia responder "ao conceito, à entidade abstrata, de Halle Berry" e dispararia não apenas para imagens de Halle Berry, mas também para o próprio nome "Halle Berry". Nesse estudo não existe evidencias de que apenas a célula monitorada tenha respondido a esse conceito. Também não foi sugerido que nenhuma outra atriz faria com que essa célula respondesse (embora várias outras imagens de atrizes apresentadas não a tenham feito responder). Os pesquisadores acreditam ter encontrado evidências de esparsidade, e não células avós.
Mais evidências para a teoria de que uma pequena rede neural fornece reconhecimento facial foram encontradas a partir da análise de estudos de registro de células em macacos rhesus. Ao formatar rostos como pontos em um espaço linear de alta dimensão, os cientistas descobriram que a taxa de disparo de cada célula facial é proporcional à projeção de um estímulo facial recebido em um único eixo nesse espaço, permitindo que um conjunto de cerca de 200 células faciais codifique a localização de qualquer rosto no espaço.
Representações esparsas versus representações distribuídas A hipótese da célula avó é uma versão extrema da ideia de esparsidade e não está isenta de críticas. O oposto da teoria da célula avó é a teoria da representação distribuída, que afirma que um estímulo específico é codificado por seu padrão único de atividade em um grande grupo de neurônios amplamente distribuídos no cérebro.
Os argumentos contra a escassez incluem:
Segundo algumas teorias, seriam necessárias milhares de células para cada rosto, já que qualquer rosto precisa ser reconhecido de vários ângulos diferentes – perfil, vista de três quartos, frontal, de cima, etc. Em vez de se tornar cada vez mais específica à medida que o processamento visual avança da retina pelos diferentes centros visuais do cérebro, a imagem é parcialmente decomposta em características básicas, como linhas verticais, cor, velocidade, etc., distribuídas em vários módulos separados por distâncias relativamente grandes. A forma como todas essas características díspares são reintegradas para formar um todo coeso é conhecida como o problema da ligação.
Células pontifícias William James, em 1890, propôs uma ideia relacionada: a de uma célula pontifical. A célula pontifical é definida como uma célula hipotética e implausível que teria todas as nossas experiências. Ela difere de uma célula específica de conceito, pois esta é o local da experiência dos dados sensoriais. A célula pontifical de James, de 1890, era, em vez disso, uma célula "à qual o resto do cérebro fornecia uma representação" de uma avó. A experiência da avó ocorria nessa célula.
Referências
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