Aprendizagem reversa: quando a plataforma muda de lugar

Abertura

Sexto dia de treino, e o camundongo já entendeu a piscina. Ele escorrega da mão enluvada, vira uma vez e nada em linha reta para o nordeste. A água está fresca e opaca, da cor de um chá fraco com leite. As luzes estão baixas. Há pôsteres e uma prateleira nas paredes ao redor do tanque. O camundongo chega ao ponto onde a plataforma esteve a semana toda. Suas patas não encontram nada. A plataforma continua na piscina. Só mudou de lugar, para o lado oposto ao antigo. O animal dá voltas. Dá voltas de novo. O que ele fizer nos próximos minutos é todo o sentido do dia de hoje.

O que é a aprendizagem reversa

Esta é a aprendizagem reversa no labirinto aquático de Morris. A ideia é simples. Primeiro, um animal aprende onde fica uma plataforma escondida. Depois, sem aviso, a plataforma é mudada de lugar, geralmente para o quadrante oposto. Agora o animal tem duas tarefas. Precisa parar de procurar no lugar antigo. E precisa aprender o novo.

Um ensaio de reversão é quase igual a um ensaio de treino comum. O animal é solto de frente para a parede, a partir de um entre vários pontos de partida. Tem até cerca de um minuto para encontrar a plataforma. Se não conseguir, o experimentador o guia até lá. Ele descansa na plataforma por alguns segundos, para observar a sala, e depois é retirado. A diferença é que a sala, as pistas e a rotina são as mesmas de antes. Só a resposta mudou.

Os pesquisadores costumam fazer alguns dias de treino de reversão, muitas vezes com quatro ensaios por dia. Muitos laboratórios também acrescentam um teste de sonda no final, sem a plataforma, para ver qual lugar o animal prefere agora. Alguns estudos vão além e mudam a plataforma de novo, e de novo, para ver com que rapidez cada nova resposta substitui a anterior.

De onde veio a reversão

A piscina em si veio de Richard Morris e colegas, no início dos anos 1980. O desenho original fazia uma pergunta clara. Um rato conseguiria encontrar um lugar que não via, usando só pistas ao redor da sala? Conseguia, e isso virou a espinha dorsal de décadas de pesquisa sobre memória. Mas quase desde o início as pessoas queriam mais do que uma única resposta aprendida uma vez.

A reversão nasceu de uma preocupação prática. Um animal que nada direto até a plataforma pode estar usando um mapa preciso da sala. Ou pode ter aprendido um hábito, uma direção fixa a partir dos pontos de partida habituais, que por acaso funciona. Mudar o alvo separa as duas coisas. Um animal flexível logo desiste do local antigo e começa a explorar. Um rígido continua voltando a ele, ensaio após ensaio, como alguém que ainda procura o interruptor numa parede reformada meses atrás.

Quando Vorhees e Williams escreveram seu artigo de protocolo de 2006, muito utilizado, a reversão já era um complemento padrão. Eles a descreveram como uma forma de testar se o animal conseguia aprender um novo local, algo que associaram à flexibilidade cognitiva. Muitos grupos hoje a tratam como um teste de estresse suave para o sistema. Ela não pergunta só se a memória foi formada, mas se a memória pode ser atualizada.

O que uma reversão mostra

O que uma reversão mostra de fato? Comecemos pelo número mais conhecido, a latência de fuga. No primeiro dia de reversão, a latência costuma saltar. Isso é esperado. O animal nada primeiro até o lugar antigo, não encontra nada e só então começa a procurar. Nos dias seguintes, a latência volta a cair. Um grupo cuja latência continua alta por mais tempo pode estar se adaptando mais devagar.

Mas a latência sozinha esconde muito. Imagine dois camundongos no primeiro dia de reversão. Os dois levam cerca de trinta segundos para chegar à nova plataforma. O primeiro passa vinte desses segundos dando voltas no local antigo, depois parte e encontra o novo. O segundo quase não visita o local antigo e simplesmente procura de forma ampla até esbarrar no alvo. Mesma latência. Comportamentos muito diferentes. Um está preso ao passado. O outro desapegou rápido, mas ainda não aprendeu o novo lugar.

Por isso os estudos de reversão se apoiam em medidas que olham para onde o animal vai, e não só quanto tempo leva. O tempo no antigo quadrante-alvo, comparado ao tempo no novo, mostra a mudança de preferência ao longo dos dias. Os cruzamentos do antigo local da plataforma mostram com que frequência o animal confere a resposta anterior. A distância média até o local antigo, e até o novo, dá uma imagem contínua dessa mudança sem dividir a piscina em quadrantes rígidos. Uma análise de Maei e colegas em 2009 mostrou que medidas baseadas em distância como essas muitas vezes detectavam diferenças que o tempo no quadrante deixava passar.

A forma da trajetória também importa. Os pesquisadores classificam as buscas em estratégias: nado direto até o alvo, busca focada em torno de um ponto, varredura ampla da piscina ou nado junto à parede, chamado tigmotaxia. Na reversão, o momento interessante é a troca. O animal passa de uma busca focada no lugar antigo para a varredura e depois para uma busca focada no novo lugar? Ou recorre por dias à varredura e ao nado junto à parede?

Essa ideia de estratégia apareceu com clareza num estudo de 2009 de Garthe, Behr e Kempermann. Eles reduziram o nascimento de novos neurônios no hipocampo adulto de camundongos e depois examinaram de perto os padrões de busca. Os camundongos aprenderam razoavelmente bem a primeira posição da plataforma. A diferença apareceu quando a plataforma mudou. Camundongos com menos neurônios novos usaram menos estratégias espacialmente precisas na fase de reversão. As curvas de latência padrão foram pouco afetadas. Era na análise de estratégias que estava a história.

Vejamos um exemplo prático. Suponha que um teste de sonda após o treino de reversão dure sessenta segundos. Um camundongo bem adaptado passa cerca de vinte e cinco segundos no novo quadrante-alvo e cerca de oito no antigo. O acaso é de quinze segundos por quadrante. Outro camundongo passa dezoito segundos em cada um. Ele aprendeu que o novo lugar importa, mas não deixou de acreditar no antigo. Com uma única pontuação de quadrante, os dois poderiam ser considerados parecidos. Lado a lado, claramente não são.

Onde ela pode enganar

A reversão é útil, mas pode enganar. A primeira armadilha é que a reversão depende da aprendizagem original. Se um grupo aprendeu pior a primeira posição, pode parecer mais flexível só porque tinha menos a desaprender. Ou pode parecer pior porque ainda está aprendendo o básico. Vale verificar se os dois grupos atingiram desempenho parecido antes de a plataforma mudar.

A segunda armadilha é o tempo. Cada reversão acrescenta dias a um estudo. Os animais envelhecem, são mais manipulados e ficam mais familiarizados com a sala. Capacidade de nadar, visão e motivação continuam importando. Uma sessão com plataforma visível ajuda a descartar um animal que simplesmente não enxerga bem ou não quer nadar. Flutuação e pausas longas devem ser medidas separadamente, para que um animal cansado não seja pontuado como teimoso.

A terceira armadilha é a interpretação. Uma reversão lenta costuma ser descrita como um problema de flexibilidade, e pode muito bem ser. Mas também pode refletir uma memória original mais forte, uma estratégia diferente que funcionava bem antes ou simples ansiedade na piscina. Uma reversão rápida também nem sempre é bom sinal. Um animal com uma primeira memória fraca tem muito pouco a defender. Por isso os resultados de reversão são mais bem lidos junto com testes de sonda, gráficos de trajetória e medidas de estratégia, e não como um único número de destaque.

Por fim, a reversão testa um tipo de mudança: a mesma sala, um novo alvo. Ela não diz muito sobre como um animal lida com novas pistas, novas salas ou novas regras. Para essas perguntas, outros desenhos, como a rotação de pistas ou uma nova disposição da piscina, podem ser mais adequados.

De volta ao canto vazio

De volta àquele camundongo dando voltas no canto nordeste vazio da piscina. Suas primeiras voltas não são um fracasso. São evidência de uma memória fazendo seu trabalho. O que importa é o que vem depois: por quanto tempo ele continua conferindo, quando começa a explorar e com que rapidez surge uma nova linha reta sobre a água. A reversão transforma um truque simples, mudar uma pequena plataforma de lugar, numa janela sobre como as memórias se ajustam.

Você encontra os artigos mencionados, e uma transcrição, em water-maze.com. Em hvsimage.com estão descritas as análises de reversão e de múltiplos alvos do software para labirinto aquático, se você quiser ver como essas medidas são apresentadas.