
Modelo de rede cerebral pode prever quando as pessoas se sentirão surpresas

Interações cerebrais no EFPM surpresa. Crédito: Natureza Comportamento Humano (2024). DOI: 10.1038/s41562-024-02017-0.
A surpresa é uma emoção humana fundamental que normalmente é sentida quando algo que testemunhamos ou vivenciamos difere de nossas expectativas. Esta resposta humana natural ao inesperado tem sido o foco de numerosos estudos de psicologia, que revelaram alguns dos seus processos neurais subjacentes.
Pesquisadores da Universidade de Chicago desenvolveram um modelo de rede cerebral que pode prever a surpresa das pessoas. Num artigo publicado em Natureza Comportamento Humanoeles mostraram que esse modelo generalizava bem em diversas tarefas, prevendo a surpresa dos indivíduos que estavam realizando uma tarefa ou assistindo a diversos vídeos contendo elementos inesperados.
O estudo realizado por esses pesquisadores baseia-se em pesquisas anteriores focadas na surpresa. Trabalhos anteriores descobriram que os humanos ficam surpresos quando a realidade entra em conflito com as suas expectativas em muitas situações diferentes. Alguns desses trabalhos anteriores descobriram padrões de atividade cerebral associados a cada experiência específica de surpresa.
“O primeiro objetivo do artigo era verificar se podemos usar o cérebro como um espaço comum para compreender as nossas experiências”, disse Ziwei Zhang, co-autor do artigo, ao Medical Xpress.
“Se meu cérebro mostra um padrão semelhante quando estou surpreso enquanto aprendo uma tarefa, quando você fica surpreso enquanto assiste a um jogo de basquete, isso nos diz que essas experiências muito diferentes compartilham algo em comum e que o cérebro responde a essas violações de expectativa da mesma forma.”
Depois de revisar pesquisas anteriores que exploraram como o cérebro humano responde ao inesperado, Zhang e sua colega Dra. Monica Rosenberg decidiram determinar se essas respostas cerebrais poderiam ser usadas para prever quando os indivíduos seriam surpreendidos em diferentes contextos. Essencialmente, o seu objetivo era adivinhar corretamente se as pessoas seriam surpreendidas num determinado momento, examinando a sua atividade cerebral.

Paradigmas de tarefas usando dados compartilhados por McGuire et al. (2014) e Antony et al. (2020). As capturas de tela dos vídeos estão desfocadas por motivos de direitos autorais. Crédito: Natureza Comportamento Humano (2024). DOI: 10.1038/s41562-024-02017-0.
“Usamos três conjuntos de dados de ressonância magnética funcional (fMRI) coletados e compartilhados por outros grupos de pesquisa”, explicou Zhang.
“Em um conjunto de dados, compartilhado pelo Dr. Joseph McGuire e colegas, os voluntários realizaram uma tarefa de aprendizagem no scanner de ressonância magnética. Seu objetivo era saber onde uma sacola de desenho animado contendo moedas apareceria na tela do computador. Quanto melhor eles aprendessem a tarefa, mais mais moedas que poderiam ‘pegar’ no jogo.”
Neste trabalho anterior do Dr. McGuire e seus colaboradores, descobriu-se que os participantes aprenderam a prever onde a bolsa apareceria na tela do computador. Em alguns casos, porém, a bolsa aparecia em locais inesperados e os pesquisadores presumiram que nesses casos as pessoas se sentiam surpresas.
“O segundo conjunto de dados que analisamos foi coletado e compartilhado pelo Dr. James Antony e colegas”, disse Zhang.
“Para este estudo, os voluntários assistiram a vídeos de jogos de basquete durante a fMRI. A surpresa é maior quando a crença sobre quem vai ganhar o jogo muda, informada pelas pontuações e pela força das equipes. Por último, o Dr. Shari Liu e colegas coletaram e compartilharam dados de fMRI coletados enquanto as pessoas assistiam a desenhos animados em que os personagens realizavam ações mais ou menos surpreendentes.
“Exemplos de ações surpreendentes incluem quando os personagens mudaram seus objetivos (por exemplo, seguir em uma direção imprevista) ou agiram de forma ineficiente (por exemplo, fazer um movimento exagerado ao contornar um obstáculo).”
Para prever a surpresa dos participantes que participaram desses três estudos distintos, Zhang e Rosenberg criaram um novo modelo de rede cerebral, apelidado de modelo preditivo baseado em flutuação de borda surpresa (EFPM). Este modelo foi projetado para rastrear flutuações nas interações entre diferentes partes do cérebro para prever quando as pessoas ficam surpresas.
“Se pensarmos no cérebro como um sistema onde diferentes regiões interagem entre si, já estamos pensando no cérebro como uma rede”, explicou Zhang. “Neste artigo, construímos um modelo que prevê o quão surpreso alguém ficará com base na configuração da rede cerebral naquele momento.”
Como primeiro passo no desenvolvimento do seu modelo, os investigadores identificaram as interacções cerebrais que previram a surpresa durante a tarefa de aprendizagem utilizada pelo Dr. McGuire e seus colaboradores.
Posteriormente, tentaram determinar se a força dessas mesmas interações cerebrais poderia ser usada para prever a surpresa dos participantes dos outros dois trabalhos anteriores que examinaram, nos quais as pessoas foram convidadas a assistir a vídeos de jogos de basquete e desenhos animados, respectivamente.
“Achamos que existem algumas implicações deste trabalho”, disse Zhang.
“Por um lado, o modelo cerebral que construímos foi capaz de prever a surpresa em uma nova pessoa realizando a mesma tarefa (ou seja, a tarefa de aprendizagem) e em um grupo diferente de pessoas fazendo algo completamente diferente (ou seja, assistindo a um jogo de basquete). Em em outras palavras, podemos olhar para dados de uma pessoa totalmente nova fazendo algo completamente diferente e adivinhar, com algum grau de precisão, o quão surpresa ela está.”
No geral, as descobertas recolhidas por Zhang e Rosenberg sugerem que algumas partes do cérebro humano respondem a uma violação das expectativas, independentemente do que as pessoas estejam a fazer ou dos contextos em que se encontrem.
Usando seu modelo, eles foram capazes de prever a surpresa sentida pelos indivíduos simplesmente usando dados de neuroimagem. Embora as previsões não fossem de forma alguma perfeitas, eram mais precisas do que os investigadores esperariam por acaso.
“Acreditamos que as implicações deste modelo vão além da simples surpresa”, disse Zhang. “O método que desenvolvemos também pode ser usado como estrutura para prever outras experiências, como o quão atento alguém está ou o quão feliz ele está se sentindo.”
Este estudo recente poderá em breve inspirar novas pesquisas destinadas a prever emoções humanas a partir da atividade cerebral registrada. Como as suas análises se basearam em conjuntos de dados compilados por outros grupos de investigação, Zhang e Rosenberg sentem que isso também enfatiza os benefícios da ciência aberta e da disponibilização de dados ou códigos a outros.
“Nosso trabalho foi possível porque cientistas como o Dr. Joseph McGuire, o Dr. James Antony, o Dr. Shari Liu, o Dr. Joshua Faskowitz e seus colegas disponibilizaram seus conjuntos de dados e scripts para a comunidade”, explicou Zhang.
“Estamos gratos por podermos fazer parte da atividade de demonstração de como os dados abertos podem ser úteis para os pesquisadores da comunidade”.
Nos seus próximos estudos, os investigadores planeiam avaliar a capacidade do seu modelo para prever a surpresa numa gama ainda mais ampla de contextos. Por exemplo, gostariam de explorar as suas capacidades preditivas em casos em que os indivíduos ouvem histórias, composições musicais e até interagem com outras pessoas em ambientes sociais.
“Até agora, nós [have] falamos sobre a natureza generalizável do modelo, o que significa que este modelo é sensível às assinaturas neurais ‘compartilhadas’ de surpresa entre pessoas e contextos”, acrescentou Zhang.
“Em outra linha de trabalho, também estamos interessados em investigar como e por que as pessoas ficam surpresas em momentos diferentes, e como isso afeta o que elas lembram e aprendem. Por exemplo, as diferenças individuais na surpresa ao ouvirem histórias predizem como as pessoas se lembram? as histórias de forma diferente? Acreditamos que é importante compreender os aspectos ‘compartilhados’ e ‘únicos’ da violação de expectativas.”
Mais informações:
Ziwei Zhang et al, A dinâmica da rede cerebral prevê momentos de surpresa em vários contextos, Natureza Comportamento Humano (2024). DOI: 10.1038/s41562-024-02017-0.
© 2025 Science X Network
Citação: O modelo de rede cerebral pode prever quando as pessoas se sentirão surpresas (2025, 21 de janeiro) recuperado em 21 de janeiro de 2025 em https://medicalxpress.com/news/2025-01-brain-network-people.html
Este documento está sujeito a direitos autorais. Além de qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma parte pode ser reproduzida sem permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.