O labirinto radial: oito braços e uma lista na cabeça

Abertura

Visto de cima, parece uma roda sem o aro. Um pequeno centro redondo fica no meio de uma mesa, e oito corredores estreitos saem dele como raios, cada um com mais de um metro de comprimento. No fim de cada braço há um pequeno pote de comida, rebaixado para que o conteúdo não possa ser visto do centro.

Um rato faminto é colocado no centro. Ele escolhe um braço, trota até o fim e come a pelota. Volta ao centro. Escolhe outro braço, diferente, e come de novo. Volta ao centro. Sete escolhas depois, ele esvaziou os oito potes e quase não pisou num braço vazio.

É um belo truque para um animal sem mapa, sem caderno e sem sistema de contagem. Como ele sabe onde já esteve?

A pergunta de quem busca alimento

Este é o labirinto radial, e ele faz uma pergunta que todo animal em busca de alimento precisa responder. De todos os lugares que eu poderia visitar, quais já esvaziei? Antes do labirinto aquático, essa roda de corredores era um dos principais testes de memória espacial. Ela ainda tem coisas a nos ensinar.

Como o labirinto funciona

A versão clássica tem oito braços de mesmo comprimento, distribuídos igualmente em volta de uma plataforma central. Cada braço termina num ponto de comida. Na forma mais simples da tarefa, todos os braços têm isca no início do ensaio. A melhor estratégia é visitar cada braço uma vez e nunca voltar. Os pesquisadores chamam isso de ganhar e trocar. Depois de conseguir comida num lugar, troque para outro.

Cada visita obriga a voltar ao centro antes da próxima escolha. Então, depois de cada refeição, o rato tem de novo as oito opções diante de si. Para ir bem, precisa guardar na mente quais braços já visitou neste ensaio. Esse tipo de memória breve, de ensaio a ensaio, é chamado de memória de trabalho. Voltar a um braço já vazio conta como erro de memória de trabalho.

Há uma variação popular. Coloque isca só em alguns braços e mantenha os mesmos com isca todos os dias. Agora o rato precisa aprender quais braços valem a pena visitar, o que é uma memória de referência de longo prazo, além de lembrar quais deles já esvaziou hoje. Entrar num braço que nunca tem isca conta como erro de memória de referência.

Essa capacidade de separar dois tipos de memória numa única sessão simples é boa parte do atrativo do labirinto.

Imagine um ensaio do início ao fim. O experimentador coloca as iscas nos potes e põe o rato no centro, às vezes dentro de um pequeno cilindro transparente que é levantado para iniciar o cronômetro. O rato escolhe livremente. Alguém, ou hoje em dia uma câmera e um software, registra cada braço visitado e a ordem. O ensaio termina quando a comida acaba ou quando passa um número definido de escolhas ou de minutos. Depois o labirinto é limpo e o próximo animal tem sua vez.

A lembrança dos lugares percorridos, 1976

O labirinto radial foi apresentado por David Olton e Robert Samuelson em 1976. O artigo tinha um título memorável: remembrance of places passed, a memória espacial em ratos. Saiu no Journal of Experimental Psychology, na seção sobre processos do comportamento animal.

Olton era psicólogo na Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, e usaria o labirinto por anos em estudos sobre memória e hipocampo. Mas o primeiro artigo partia de uma pergunta simples sobre comportamento.

A pergunta era fácil de formular e surpreendentemente difícil de responder. Um rato conseguiria lembrar uma lista de lugares que acabara de visitar? Na natureza, essa habilidade faria diferença. Um animal que volta sempre a um local já esgotado desperdiça tempo e energia.

Os resultados foram marcantes. Nas oito primeiras escolhas, os ratos fizeram em média cerca de sete visitas a braços novos. Isso é cerca de oitenta e oito por cento de acerto. Se os ratos escolhessem ao acaso, seria de esperar apenas uns cinco braços novos em oito escolhas.

Olton e Samuelson se esforçaram para descartar trapaças. Os ratos poderiam sentir o cheiro da comida nos braços restantes? Poderiam seguir seus próprios rastros de cheiro? Os pesquisadores incluíram controles para as duas coisas. Num teste engenhoso, no meio de um ensaio, eles trocaram os braços de lugar. Braços já percorridos foram movidos para posições que o rato ainda não tinha visitado. Os ratos tendiam a ir aos lugares que não tinham visitado, mesmo que isso significasse correr por um braço já usado. Pareciam lembrar locais na sala, e não os braços em si.

Esse achado colocou a sala no centro da história, como o labirinto aquático faria alguns anos depois. Os ratos usavam pistas de fora do labirinto para saber onde já tinham estado.

O labirinto se popularizou rápido. Laboratórios construíram versões com apenas três braços e com até quarenta e oito, e o usaram para estudar efeitos de fármacos, lesões cerebrais e envelhecimento. Por um tempo, foi uma das formas padrão de perguntar se a memória espacial de um animal estava intacta. Quando o labirinto aquático chegou, no início dos anos 1980, ofereceu uma forma de evitar totalmente a restrição alimentar e os rastros de cheiro. Um protocolo bastante usado, de 2006, observa que o labirinto aquático passou a ser mais usado do que seus antecessores, entre eles o labirinto radial. Mas a roda nunca desapareceu. Ela ainda é usada hoje, muitas vezes junto com o labirinto aquático, porque as duas tarefas perguntam coisas sutilmente diferentes. Uma pede ao animal que lembre um único lugar escondido. A outra pede que ele acompanhe uma lista de lugares e a atualize a cada escolha. Como veremos, essas não são a mesma habilidade.

O que o labirinto mostra

O que o labirinto mostra? No fundo, mostra que os ratos têm uma boa memória para lugares, mantida ao longo de um ensaio. Também permite separar a memória de trabalho da memória de referência, já que cada uma produz seu próprio tipo de erro. Um fármaco, uma lesão ou o envelhecimento podem afetar mais uma do que a outra.

Os números são fáceis de visualizar. Imagine um rato com os oito braços com isca. O desempenho perfeito são oito escolhas para oito pelotas. Um rato que faz onze escolhas para esvaziar o labirinto cometeu três erros de memória de trabalho. Acompanhe isso ao longo dos dias e você tem uma curva de aprendizagem. Também dá para olhar só as oito primeiras escolhas, como fizeram Olton e Samuelson, e contar quantas foram novas.

O labirinto também chegou à pesquisa com humanos. Em 2004, Robert Astur e colegas deram a sessenta e um universitários três tarefas: um labirinto radial virtual de oito braços, um labirinto aquático virtual e um teste de rotação mental em papel. No labirinto aquático, os homens encontraram a plataforma escondida melhor que as mulheres. No labirinto radial virtual, não houve diferença entre os sexos nos erros de memória de trabalho, nos erros de memória de referência nem na distância percorrida. E o desempenho nos dois labirintos não se correlacionou. De todas as medidas, só o teste de sonda do labirinto aquático e a rotação mental estavam significativamente ligados.

Esse último ponto é importante. Sugere que as duas tarefas não acessam a memória espacial exatamente da mesma forma, mesmo quando motivação, estresse e movimento estão equiparados. Os autores alertaram contra tratá-las como intercambiáveis.

Pontos fracos

Apesar da elegância, o labirinto tem pontos fracos bem conhecidos. O primeiro é a motivação. A versão clássica usa comida, então os animais geralmente são mantidos em dieta restrita para ficarem famintos o bastante para trabalhar. Isso exige tempo e cuidado, e a própria fome pode afetar o comportamento. Fármacos que mudam o apetite podem parecer fármacos que mudam a memória.

O segundo é o cheiro. Mesmo com controles, comida e rastros de cheiro são uma preocupação constante num labirinto seco. Muitos laboratórios giram o labirinto, limpam os braços entre os ensaios ou põem isca em todos e bloqueiam alguns, para que o odor não sirva de pista.

O terceiro é a estratégia. Um rato não precisa lembrar nada se simplesmente percorrer o labirinto em ordem, pegando sempre o próximo braço no sentido horário. Isso daria uma pontuação perfeita sem nenhuma memória espacial. Os pesquisadores ficam atentos a esse tipo de sequência, às vezes chamada de encadeamento, e alguns desenhos acrescentam pequenos atrasos ou portas fechadas no centro para quebrá-la. No labirinto aquático, um padrão parecido aparece quando os animais nadam em círculos a uma distância fixa da parede.

E há a questão do que o labirinto mede de fato. Os ratos são ótimos nele, o que o torna menos sensível a efeitos pequenos. E, como sugere o trabalho com humanos, uma boa pontuação numa tarefa espacial não garante uma boa pontuação em outra.

De volta à roda

De volta à roda de corredores e ao rato que esvazia oito potes em oito visitas. Esse pequeno ato de busca de alimento esconde um verdadeiro feito de memória, uma lista de lugares mantida na mente e atualizada a cada escolha. É um lembrete de que a memória espacial não é uma coisa só. Uma piscina mede parte dela. Uma roda de braços mede outra parte.

Em hvsimage.com há explicações sobre encadeamento e nado em círculos, e sobre como identificá-los numa trajetória de nado. Você encontra os artigos mencionados, e uma transcrição, em water-maze.com.