Estudo novo liga dopamina do sistema de recompensa à velocidade do movimento

Quando alguém está animado ou cheio de esperança, é comum acelerar um pouco o passo sem perceber. Um estudo novo indica que esse “gás a mais” pode ter origem no sistema de recompensa do cérebro.

Segundo os autores, esse sistema parece regular o quanto nos movemos com energia conforme os acontecimentos bons aparecem como o esperado - ou surgem como uma surpresa agradável.

Engenheiros da University of Colorado Boulder concentraram a análise na dopamina, uma substância associada a recompensa e motivação.

Eles observaram que a velocidade dos movimentos pode variar de um jeito que lembra a forma como neurónios dopaminérgicos reagem quando os resultados superam ou frustram as expectativas.

A equipa afirma que, no futuro, essas descobertas podem ajudar cientistas a compreender melhor - e talvez a acompanhar - condições que afetam tanto motivação quanto movimento, incluindo a doença de Parkinson e a depressão.

Testando o movimento com recompensas

Para investigar essa ligação, os pesquisadores montaram um experimento que reduzia a recompensa ao essencial.

Voluntários humanos sentaram-se diante de um ecrã de computador e usaram um controlo tipo joystick para “alcançar” alvos.

Sempre que a pessoa acertava um alvo, o programa por vezes oferecia uma recompensa, definida como um breve clarão de luz acompanhado de um bip.

O ponto central não era o tamanho da recompensa. O mais importante era se ela correspondia ao que o participante tinha aprendido a esperar. Alguns alvos recompensavam com frequência, outros raramente, e outros nunca.

Com as repetições, os participantes passaram a prever o que viria a seguir e então vivenciavam confirmação, decepção ou surpresa.

Movimento e os sinais de recompensa do cérebro

A equipa verificou que essas mudanças de expectativa influenciavam a forma de mover. Quando o resultado era melhor do que o previsto, os movimentos ganhavam um pouco mais de força e velocidade, como se o cérebro aumentasse discretamente o “sinal de ‘vai’”. Quando a recompensa não aparecia, surgia o padrão inverso.

Os pesquisadores defendem que esse conjunto de movimentos se parece bastante com o que a ciência já conhece sobre neurónios dopaminérgicos - as células cerebrais que libertam dopamina e ajudam a codificar a aprendizagem ligada a recompensas.

“Os movimentos são uma janela para a mente”, disse o coautor Colin Korbisch, ex-aluno de pós-graduação da CU Boulder.

“Normalmente, você não consegue entrar no cérebro e ver o que os neurónios dopaminérgicos estão a fazer, mas o movimento pode refletir esses cálculos neurais que são tão difíceis de separar.”

Dopamina e aprendizagem por recompensa

Há décadas, a dopamina é associada à forma como os animais aprendem o que vale a pena perseguir. Uma linha de evidências muito influente veio dos anos 1990, quando o neurocientista Wolfram Schultz e colegas examinaram a atividade dopaminérgica em primatas.

Em experiências clássicas, macacos aprenderam que um sinal, como um sino, previa uma recompensa, como sumo de maçã.

Depois do treino, a atividade da dopamina disparava quando o sino tocava, antes mesmo de o sumo chegar. Quando o sino tocava mas o sumo não aparecia, a resposta do cérebro mudava: ainda havia uma elevação inicial, mas depois a atividade dopaminérgica caía no momento em que a recompensa esperada falhava.

Esse tipo de sinal é chamado de “erro de previsão de recompensa”. Essencialmente, o cérebro está a atualizar o seu modelo do mundo, fortalecendo alguns comportamentos e enfraquecendo outros de acordo com o facto de a realidade ser melhor ou pior do que o antecipado.

Korbisch, junto com Alaa Ahmed, professor na CU Boulder, quis saber se o mesmo tipo de “matemática interna” que orienta a aprendizagem também poderia moldar a velocidade e a intensidade de movimentos comuns do dia a dia.

Maior recompensa, movimento mais rápido

A tarefa de alcance usada pela equipa tinha quatro alvos colocados nos cantos do ecrã. Cada alvo vinha com uma probabilidade diferente de recompensa.

Um deles sempre gerava o clarão e o bip, outro nunca, e dois ficavam entre esses extremos.

O primeiro achado foi direto. Os participantes tendiam a alcançar mais rapidamente os alvos com maior chance de recompensa.

Isso combina com a ideia de que motivação e movimento caminham juntos: quando a recompensa parece provável, as pessoas colocam mais energia no gesto.

Uma recompensa surpresa provoca um impulso extra

O efeito mais intrigante, porém, apareceu quando a recompensa vinha contra a expectativa. Se alguém alcançava um alvo que raramente recompensava e, ainda assim, recebia o sinal, o movimento acelerava logo após a recompensa - mesmo com o “prémio” já entregue.

Ou seja: a boa notícia parecia aumentar a energia imediatamente, e não apenas na tentativa seguinte.

Esse impulso surgia muito depressa, cerca de 220 milissegundos depois do bip. Era discreto demais para ser identificado com segurança apenas olhando a mão de alguém. Mas, nos dados de movimento, o padrão era consistente.

O estudo não consegue provar diretamente que a dopamina tenha causado esse pico de energia. Os pesquisadores não mediram dopamina no cérebro durante a tarefa.

Ainda assim, Ahmed e Korbisch argumentam que o tempo e o formato do efeito são compatíveis com a hipótese de um segundo aumento de dopamina desencadeado pela surpresa.

“Importante: esse efeito não estava ligado apenas ao recebimento da recompensa”, disse Korbisch. “Se o resultado era certo e conhecido pelo indivíduo, não vimos nenhum aumento adicional de vigor.”

Implicações para distúrbios cerebrais

Os pesquisadores também notaram que o histórico recente fazia diferença. Quando os participantes emendavam uma sequência de recompensas, os movimentos ficavam mais rápidos no geral. Quando a sorte virava, os movimentos desaceleravam.

Isso sugere que o movimento não é apenas uma resposta ao instante atual. Ele reflete uma estimativa contínua sobre se o esforço está a compensar. Ahmed cita a doença de Parkinson como exemplo de por que essa relação tem relevância médica.

Pessoas com Parkinson perdem muitos neurónios dopaminérgicos e, frequentemente, têm dificuldade para iniciar movimentos e manter a velocidade.

Se sinais de aprendizagem relacionados à dopamina realmente influenciam o “vigor”, então mudanças no movimento podem oferecer pistas sobre alterações no sistema subjacente.

A depressão também pode entrar nessa discussão. Muitas pessoas com depressão movem-se mais devagar, e a motivação pode ficar menos acessível.

Ahmed imagina que, no futuro, profissionais de saúde possam acompanhar padrões de movimento por longos períodos, procurando variações que talvez reflitam mudanças na química cerebral, no humor ou na progressão da doença.

“Se você teve um bom dia, você vai mais rápido. Se você teve um mau dia, você vai mais devagar. É basicamente aquele ‘saltinho’ no seu passo.”