Por décadas, a cultura pop enquadrou nossa tomada de decisão como uma luta de gaiola entre o 'cérebro lógico' frio e racional e o impulsivo e antigo 'cérebro de lagarto'. Mas de acordo com novas pesquisas, isso é tão preciso quanto o conselho de ações de um biscoito da sorte.

Nabil Imam, professor assistente na Escola de Ciência e Engenharia Computacional da Georgia Tech e membro do corpo docente do Instituto de Neurociência, Neurotecnologia e Sociedade (INNS), não compra a teoria das camadas cerebrais dos anos 50. "Não é assim que um biólogo evolucionário pensaria sobre o problema", disse ele, ateando fogo gentilmente a uma metáfora amada.

O estudo, publicado na Science Advances, sugere que a evolução do cérebro não é sobre empilhar novas regiões sobre as antigas como uma torre de Jenga neurológica. Em vez disso, é sobre conexões - e uma competição feroz por espaço cerebral limitado.

Imam e seus colegas compararam cérebros biológicos e redes neurais artificiais, descobrindo que a evolução pode alocar espaço cerebral entre duas estratégias de conexão concorrentes: mapas espaciais (como os do neocórtex, que processam visão, som e tato) e redes distribuídas 'estilo código de barras' (como as do sistema límbico, que lidam com olfato, memória e emoção). Ambas as estratégias são estabelecidas antes do nascimento, tornando o cérebro menos uma lousa em branco e mais um apartamento pré-mobiliado.

O sistema límbico - frequentemente agrupado de forma preguiçosa como o 'cérebro reptiliano' - controla a emoção, mas também contém regiões para memória, olfato, navegação e regulação emocional. "Por que as pessoas agrupam todas essas regiões diferentes em um grande sistema?", perguntou Imam. Boa pergunta, dado que uma teoria dos anos 70 não se sustenta exatamente.

Os pesquisadores examinaram como o sistema límbico e o neocórtex variam juntos em 182 espécies. Eles encontraram um padrão claro: quando uma parte do sistema límbico era relativamente grande, outras regiões límbicas também eram, enquanto o neocórtex encolhia. Isso sugere expansão coordenada, não evolução independente.

Para testar o que impulsiona isso, eles usaram modelos de IA. Redes com conexões espaciais localizadas se destacaram em visão, som e tato, enquanto redes distribuídas 'código de barras' eram melhores para olfato e memória. Então, eles criaram uma rede multimodal onde ambos os sistemas competiam por 'espaço'. Quando o ambiente simulado recompensava o olfato, o sistema distribuído se expandia e o neocórtex encolhia; quando a visão era favorecida, o oposto acontecia.

Essa troca explica peculiaridades do mundo real: o tatu de nove bandas, um animal dependente do olfato, possui um grande sistema límbico, enquanto o macaco-esquilo, que depende da visão, tem um cérebro com neocórtex proeminente.

As implicações vão além da biologia. Se engenheiros puderem imitar essa arquitetura pré-conectada em IA, eles podem construir sistemas que aprendem mais como cérebros biológicos, exigindo menos dados e energia. "As redes neurais artificiais de hoje são treinadas com vastas quantidades de dados - é sobre criação", disse Imam. "Mas o cérebro não é uma lousa em branco... É uma mistura de natureza e criação, e a natureza é essa arquitetura pré-conectada."

Este trabalho, uma colaboração com a Universidade Cornell e apoiado pela Fundação Nacional de Ciência, sugere que a evolução do cérebro é menos sobre subir uma escada de lógica e mais sobre mudar recursos em um cabo de guerra neural. E essa é uma metáfora que podemos apoiar.