Um modelo matemático desenvolvido na Universidade do Minho para explicar como o cérebro representa a passagem do tempo recebeu o Prémio de Melhor Artigo na 35.ª Conferência Internacional sobre Redes Neuronais, em Pádua, Itália. A distinção foi atribuída pela Sociedade Europeia de Redes Neuronais, entre 296 apresentações.
O trabalho, intitulado “A dynamic neural field model of chronotopic map formation”, foi apresentado por Paulo Barbosa, aluno do 4.º ano do programa doutoral em Matemática Aplicada e investigador do Centro de Matemática da UMinho (CMAT). O estudo envolveu ainda o seu orientador, Wolfram Erlhagen (CMAT), além de Estela Bicho (Centro Algoritmi da UMinho) e Flora Ferreira (Centro de Matemática da Universidade do Porto).
“Estou feliz e grato pelo reconhecimento, porque mostra que a investigação feita em Portugal tem relevância internacional, porque foi atribuído pela comunidade científica num evento de grande prestígio, porque é uma excelente motivação para continuarmos a pesquisa e, a título pessoal, porque sou investigador em início de carreira”, diz o jovem de 28 anos e estudante na Escola de Ciências da UMinho (ECUM).
“Na prática, desenvolvemos um modelo matemático para explicar como o cérebro consegue sentir a passagem do tempo”, descreve. A questão é um dos grandes desafios da neurociência, pois não se conhece um órgão sensorial nem um circuito neuronal específico para essa função. O novo estudo centrou-se no “mapa do tempo” no cérebro, chamado cronotótipo. Diferentes grupos de neurónios respondem a diferentes durações, formandouma organização em que intervalos semelhantes estão associados a grupos mais próximos.
A principal novidade do novo modelo é explicar como diferentes formas de representar o tempo no cérebro podem estar relacionadas. “Fomos os primeiros a descrever a conversão de um tempo para o outro”, realça Paulo Barbosa. Esse modelo consegue ainda reproduzir fenómenos observados em experiências com animais, incluindo a adaptação a mudanças nos contextos temporais, e explicar também alguns enviesamentos que surgem quando estimamos intervalos de tempo.
O trabalho faz parte da tese doutoral de Paulo Barbosa sobre plasticidade cerebral, ou seja, as ligações entre neurónios que se modificam e contribuem para comportamentos como a atenção e a tomada de decisão. A investigação cruza matemática, neurociência, computação, inteligência artificial e robótica. O próximo passo é utilizar estes modelos no desenvolvimento de agentes inteligentes e robôs capazes de lidar com o tempo de forma próxima da humana. “A perceção do tempo é essencial na interação com ambientes dinâmicos”, sublinha o autor.