Como Steph Curry é como um bastão

Ontem à noite, Stephen Curry, do Golden State Warriors, terminou a temporada regular de basquete com 402 três pontas, eclipsando a qualquer outra pessoa. Ele também é um dos melhores da NBA em assistências, incluindo passes sem olhares.

No Congresso Internacional de Neuro -ologia há duas semanas em Montevidéu, no Uruguai, David Omer, do Instituto Weizmann de Ciência em Israel, abriu sua apresentação com um videoclipe no qual Steph Curry, driblando para a cesta, faz um passe preciso para um colega de vários metros diretamente atrás dele. Como o Curry faz isso?

Talvez não possamos descobrir o que está acontecendo no cérebro de Curry, mas acontece que os morcegos fazem algo parecido.

Os morcegos não jogam basquete. Mas muitos morcegos vivem e voam em grupos e eles acompanham outros bastões, mesmo quando eles não conseguem vê-los. (E sim, os morcegos podem ver, embora muitas espécies sejam melhores na audiência). Omer, juntamente com Nachum Ulanovsky e Liora Las, treinou morcegos de frutas egípcias para permanecerem imóveis enquanto seguiam a trilha de vôo de outro morcego, mesmo quando o outro morcego sai do campo de visão. Quando os morcegos fazem isso, as células nervosas (neurônios) em seu cérebro podem ser monitoradas através de pequenos eletrodos que transmitem os sinais do neurônio sem fio.

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Murciélagos de frutas egípcias

Fonte: Yossi Yovel, usado com permissão

Ao usar esta configuração, eles descobriram que existem células nervosas em uma parte do cérebro do morcego (o hipocampo) que sinalizam (disparando potenciais de ação ou picos) sempre que o outro morcego estiver em um local particular. Diferentes neurônios disparam para diferentes locais no espaço, de modo coletivo, esse grupo de neurônios faz um registro de onde o outro morcego é.

Em outra conversa do laboratório Ulanovsky na mesma reunião, Arseny Finkelstein descreveu como os morcegos também acompanham sua própria localização no espaço e a direção em que estão se movendo. Os neurônios individuais nos picos de fogo do hipocampo rapidamente quando o morcego está em um local particular em uma sala (um local diferente para cada neurônio). Em outra parte do cérebro do morcego, os neurônios em vez de disparar rapidamente quando o morcego está se movendo em uma determinada direção. Todos esses neurônios coletivamente acompanham o lugar do morcego e se dirigem para o mundo.

Neurônios como esses já haviam sido descritos em roedores, ganhando John O'Keefe, May-Britt Moser e Edvard Moser, o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2014. Mas a pesquisa de morcegos vai além da pesquisa de roedores, mostrando que esses neurônios acompanham o espaço e a direção em 3 dimensões .

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Claro, os morcegos não são conhecidos por sua visão. Eles são mais conhecidos por usar a equalização, a versão animal do sonar, para navegar e pegar insetos no escuro. Muitos morcegos produzem sons de alta frequência (ultra-som, muito agudo para os seres humanos ouvir) e ouça atentamente o tempo e a frequência dos ecos. Os morcegos que fazem isso são as espécies menores que caçam insetos, não os grandes morcegos que comem frutas e néctar.

(Clique aqui para baixar uma animação de uma perseguição real entre um morcego e dois insetos, de Cynthia Moss e Annemarie Surlykke.) Os morcegos podem ser incrivelmente precisos usando a ecolocalização, como James Simmons of Brown University mostrou – por exemplo, eles podem discriminar uma mudança em distância tão pequena quanto o diâmetro de uma célula!

Como eles fazem isso? Essencialmente, seus cérebros fazem matemática, como demonstrado pela pesquisa em grande parte no laboratório de Nobuo Suga na Universidade de Washington em St. Louis, com foco em morcegos bigotados.

O tempo que leva para o som que eles fazem ecoar de volta aos ouvidos (dividido por 2, porque o som tem que alcançar o inseto e depois retornar ao morcego) multiplicado pela velocidade do som é igual à distância do inseto. Os neurônios individuais em seus cérebros (primeiro no meio do cérebro e mais tarde no córtex cerebral) picos de fogo rapidamente apenas para uma determinada distância do objeto, respondendo seletivamente à combinação de um som de pulso seguido de um eco, com um atraso particular entre eles. Os neurônios que são vizinhos do lado de trás do cérebro disparam mais para atrasos de eco de pulso semelhantes, formando um mapa de distâncias de objeto no cérebro.

Em uma parte diferente do cérebro, os picos de fogo dos neurônios são mais rápidos para diferenças particulares na freqüência entre o pulso e o eco. A freqüência de eco é maior quando um morcego voa em direção a um inseto, devido ao efeito Doppler.

O efeito Doppler é o que acontece com o som da sirene de uma ambulância ou o apito de um trem: quando se move em sua direção, a freqüência ou o tom de som aumenta (porque as ondas de som são comprimidas) e, à medida que se afasta de você, a frequência diminui ( porque as ondas sonoras estão esticadas). Os neurônios de comparação de freqüência permitem que o morcego com a rapidez com que se aproxima o inseto (sua velocidade relativa).

Juntos, os neurônios de afinação à distância e sintonizados com velocidade no cérebro do morcego permitem que o morcego rastreie e coloque centenas ou milhares de insetos no escuro todas as noites, uma façanha talvez parecida com as habilidades de basquete de Steph Curry.