O labirinto em T: esquerda, direita e uma mudança de ideia

Abertura

Não poderia ser mais simples. Um corredor curto e estreito com uma travessa no fim. Vire à esquerda ou vire à direita. É só isso. Visto de cima, é uma letra T maiúscula, feita de madeira ou plástico cinza, sobre uma bancada numa sala silenciosa.

Um camundongo é colocado na base do tronco. Ele sobe pelo corredor, para no cruzamento e olha para os dois lados. Depois vira à esquerda e explora até o fim desse braço. Alguns instantes depois, é retirado e colocado de volta no início.

Sobe de novo pelo tronco. Para no cruzamento. E desta vez, na maioria das vezes, vira à direita.

Por que o camundongo muda

Essa pequena mudança de ideia é todo o sentido do labirinto em T. É um dos aparatos mais simples da ciência do comportamento, e um dos mais reveladores. Por que um animal escolheria diferente na segunda vez? E o que um único esquerda ou direita pode nos dizer sobre memória e cérebro?

Como o labirinto em T funciona

O labirinto em T é um tronco e dois braços-alvo unidos num cruzamento. Pode ficar elevado sobre pernas ou ser fechado com paredes. Geralmente há uma pequena área de partida na base do tronco e, muitas vezes, portas que deslizam para bloquear um braço ou segurar o animal no lugar.

A forma mais comum de usá-lo se baseia num hábito natural chamado alternância espontânea. Dê a um roedor dois ensaios seguidos, e no segundo ele tende a escolher o braço que não visitou na primeira vez. Ninguém o treina para isso. Parece ser uma tendência inata a explorar um lugar novo, em vez de voltar a um já verificado.

Essa tendência só funciona se o animal lembrar qual braço escolheu há pouco. Então a alternância é, no fundo, um teste de memória de curto prazo para lugares.

Há também uma versão recompensada. O animal é mantido com um pouco de fome, e a comida é colocada no braço que ele ainda não visitou. Agora a alternância não é só um hábito, mas uma regra aprendida que compensa. Normalmente, a primeira corrida de cada par é forçada, com um braço bloqueado, para que o animal só possa ir para um lado. A segunda corrida é a escolha livre. Ele foi ao braço novo ou voltou ao antigo?

Cada ensaio é rápido. Um protocolo bastante usado diz que cada um deve ser concluído em menos de dois minutos, embora o número total de ensaios dependa do experimento e da estatística.

Um século de alternância

Os pesquisadores observam roedores alternando em labirintos simples há cerca de um século. Cruzamentos em forma de T e de Y estiveram entre as primeiras ferramentas da psicologia animal, em parte porque um único ponto de escolha é muito fácil de construir e pontuar. Não é preciso câmera nem computador para registrar esquerda ou direita. Um caderno basta.

O T também deu origem a estruturas maiores. Una vários cruzamentos em T e você tem um labirinto em T múltiplo, um quebra-cabeça ramificado em que cada cruzamento tem uma resposta certa e uma errada. Experimentos clássicos deixavam ratos vagar por esses labirintos sem recompensa nenhuma. Depois, quando a comida era colocada no fim, os ratos que tinham explorado antes achavam o caminho rápido. Esse tipo de resultado foi visto como evidência de que ratos constroem um mapa mental do ambiente, mesmo quando nada está em jogo. É uma ideia que leva direto ao labirinto aquático.

Há também um primo próximo, o labirinto em Y. Seus braços se encontram num ângulo mais suave e são espaçados igualmente, então não há curva fechada no cruzamento. Muitos laboratórios usam o labirinto em Y para alternância espontânea, deixando o animal explorar livremente os três braços e contando com que frequência ele os visita numa ordem nova.

O labirinto em T passou a ser muito mais que uma curiosidade quando os pesquisadores o ligaram ao cérebro. A alternância se mostrou sensível a lesões do hipocampo, a mesma estrutura que depois se mostrou tão importante no labirinto aquático. Em 1979, Carol Barnes usou a alternância no labirinto em T em seu estudo com ratos idosos. Entre outros achados, ela relatou que os efeitos posteriores de uma forte estimulação elétrica de uma via hipocampal prejudicavam seletivamente a alternância espontânea dos ratos velhos.

Em 2006, Robert Deacon e Nicholas Rawlins, da Universidade de Oxford, registraram o método como protocolo padrão, publicado na Nature Protocols. Rawlins, aliás, também foi um dos autores do estudo de 1982 sobre o labirinto aquático e lesões do hipocampo. O protocolo descreve as alternâncias espontânea e recompensada e faz duas observações que valem ser ouvidas. As duas versões são muito sensíveis a disfunções do hipocampo. Mas outras estruturas cerebrais também estão envolvidas.

Esse segundo ponto é a letra miúda honesta. Uma pontuação ruim de alternância sugere que algo está errado, mas não diz exatamente onde.

O que mostra

Então, o que o labirinto em T mostra? Sua grande força é a rapidez. Um resultado claro pode vir de um número modesto de ensaios, numa única sessão, sem treino longo. Isso o torna útil para triagem, por exemplo ao comparar linhagens de camundongos ou verificar um novo modelo genético, antes de partir para testes mais longos.

Como a alternância espontânea não precisa de recompensa nem de privação, ela também é suave. Não há nado e, na versão espontânea, não há fome. Isso importa para o bem-estar animal e elimina alguns dos fatores de confusão que complicam outros testes.

Os números são fáceis de visualizar. O acaso é de cinquenta por cento, já que há só dois braços. Imagine um camundongo saudável que alterna em setenta por cento dos pares. Agora imagine um animal com lesão hipocampal voltando para perto de cinquenta, escolhendo como se tivesse esquecido a primeira corrida. A distância entre esses números é o efeito que os pesquisadores procuram.

Os pesquisadores podem dificultar a tarefa acrescentando um intervalo entre a corrida forçada e a escolha livre. Alguns segundos é fácil. Um minuto ou mais exige de verdade da memória. Ver o desempenho cair à medida que o intervalo aumenta dá uma ideia de quanto tempo a memória dura.

O labirinto em T também se presta a outras perguntas. Recompense sempre o mesmo braço e você pode testar aprendizagem de discriminação simples, ou a rapidez com que o animal se adapta se a recompensa trocar de lado. Coloque coisas diferentes no fim dos braços, como um cheiro novo ou outro animal, e a escolha revela uma preferência. A mesma forma simples pode fazer perguntas muito diferentes.

Os limites da simplicidade

O labirinto em T tem limites que vêm direto da sua simplicidade. O maior é esse nível de acaso de cinquenta por cento. Com só duas opções, um chute de sorte acerta metade das vezes. Isso significa que são necessários muitos ensaios, ou muitos animais, para ter confiança de que uma diferença é real.

O viés de lado é outra armadilha. Alguns animais simplesmente preferem virar para um lado, talvez por uma corrente de ar, um som ou uma luz de um lado da sala. Uma preferência de lado forte pode sufocar a tendência de alternar. Bons protocolos variam qual braço é forçado primeiro e verificam o viés.

E há a questão de como o animal resolve a tarefa. Ele pode lembrar o lugar que visitou. Pode lembrar a curva que fez, esquerda ou direita, usando o próprio corpo em vez da sala. Ou pode seguir um cheiro deixado no chão na primeira corrida. Cada uma dessas é um tipo diferente de memória, e o labirinto em T sozinho pode não separá-las. Girar o labirinto, limpá-lo entre as corridas e mudar as pistas da sala são formas de descobrir.

A motivação importa na versão recompensada. Um animal faminto se esforça mais, mas a fome precisa ser controlada com cuidado, e alguns fármacos mudam o apetite. Isso pode fazer um efeito sobre a alimentação parecer um efeito sobre a memória.

E uma única escolha binária diz menos sobre como o animal está pensando do que uma trajetória de nado completa ou uma exploração longa. Você sabe para onde ele foi, mas pouco sobre como chegou lá ou o que considerou no caminho. O rastreamento por vídeo pode ajudar, registrando a hesitação no cruzamento, a velocidade e os giros da cabeça. Os pesquisadores notam há tempos que os animais às vezes param num ponto de escolha e olham para um lado, depois para o outro, antes de decidir. Medir essa hesitação transforma uma resposta de sim ou não em algo mais rico.

E a sala continua importando, como em qualquer outro labirinto. A orientação do labirinto, as pistas nas paredes e se algo é mudado de lugar entre as sessões podem mudar a forma como os animais resolvem a tarefa. Um labirinto em T num laboratório não é automaticamente o mesmo teste que um labirinto em T em outro.

De volta ao T

De volta ao T maiúsculo na bancada e ao camundongo que vai para a esquerda e depois para a direita. É uma decisão minúscula, tomada em um ou dois segundos. Mas por trás dela há uma memória de um instante atrás e uma preferência pelo novo em vez do conhecido. O labirinto em T reduz a memória espacial a uma única escolha, e essa simplicidade é ao mesmo tempo sua força e seu limite.

Em hvsimage.com há mais sobre rastreamento e análise de labirintos em T e outros labirintos de vários braços. Você encontra os artigos mencionados, e uma transcrição, em water-maze.com.