Helen Mendes Lima traduziu este artigo.
Em 2025, o International Brain Lab (IBL) publicou um artigo na Nature que se tornou um marco, detalhando um mapa em grande escala da atividade neuronal em todo o cérebro de camundongos. O mapa—que inclui mais de 600 mil neurônios, registrados em 12 laboratórios diferentes, em animais realizando a mesma tarefa comportamental—oferece uma das avaliações mais abrangentes do processamento neuronal no cérebro.
Quando os pesquisadores uruguaios Matias Cavelli e Joaquin Gonzalez analisaram o conjunto de dados, perceberam que ele poderia ser enriquecido com uma importante variável fisiológica que vêm estudando nos últimos anos: a respiração. Incluí-la no conjunto de dados do IBL ajudaria os pesquisadores a compreender melhor como a respiração modula a tomada de decisões ou a percepção, afirma Cavelli, professor assistente da Universidad de la República.
Para tornar isso possível, Cavelli e Gonzalez estão desenvolvendo ferramentas computacionais para decodificar a respiração a partir de gravações em vídeo orofaciais de camundongos coletadas durante a tarefa comportamental do IBL. “Aproveitar esses dados para decodificar a respiração a partir dos vídeos permitiria à comunidade científica investigar questões importantes sobre como a respiração afeta a função neural em diferentes contextos”, diz Vani Pariyadath, diretora executiva do IBL. “Essa linha de trabalho também irá aprimorar as ferramentas para eliminar fatores de confusão relacionados à respiração nos dados neurais. Assim, esperamos que este projeto tenha um amplo impacto.”
A iniciativa é um dos sete Projetos Parceiros do IBL inaugurais que se juntam ao consórcio de 22 laboratórios este ano. Todos os projetos se baseiam em conjuntos de dados do IBL, com suporte técnico da infraestrutura de pesquisa e de engenheiros do IBL. “Espero que isso ajude a estabelecer meu laboratório—e o Uruguai de maneira mais ampla—como um centro regional para a neurociência aberta”, diz Cavelli.
Além das descobertas científicas que suas ferramentas podem ajudar a possibilitar, a dupla espera que seu trabalho inspire outros pesquisadores da América Latina a adotar a neurociência aberta. “As barreiras econômicas e geográficas que enfrentamos como continente nos forçam a pensar sobre a ciência a partir dessa perspectiva”, diz Gonzalez, pós-doutorando no laboratório de Gyorgy Buzsaki na New York University. “Quero voltar ao Uruguai para ter meu próprio laboratório, como o Matias. Projetos de neurociência aberta como esse me fazem acreditar que isso é possível.”
The Transmitter conversou com Cavelli e Gonzalez sobre como eles desenvolveram o projeto, o que esperam aprender e por que os neurocientistas latino-americanos precisam adotar a neurociência aberta.
Esta entrevista foi editada para maior concisão e clareza. Ela foi conduzida em espanhol e traduzida para o português.
The Transmitter: Como vocês iniciaram o projeto? Como começaram a participar do International Brain Lab?
Matias Cavelli: Nos últimos anos, Joaquin e eu fizemos parte de um grupo de pesquisadores muito interessados em como o ato sensoriomotor da respiração afeta o comportamento e a atividade neuronal em todo o cérebro. Tem ficado cada vez mais claro que a respiração nasal e oral modulam a atividade em quase todas as regiões do cérebro. Por exemplo, o ciclo respiratório pode modular uma variedade de interações neuronais no neocórtex e no hipocampo, algumas das quais sabemos que têm um papel fundamental na consolidação da memória durante o sono. Mas ainda há muitas questões em aberto. Achamos que seria útil desenvolver ferramentas para integrar dados de respiração ao mapa cerebral completo do IBL, possibilitando ver como ela modula a tomada de decisões ou a percepção. Quando soubemos que o IBL havia lançado uma chamada para novos parceiros trabalharem com seus conjuntos de dados, Joaquin e eu apresentamos uma proposta para o projeto.
Além da motivação científica, a conexão com o IBL por meio dessa colaboração também é muito importante para levar essas configurações padronizadas e práticas de gerenciamento de bases de dados para o meu laboratório e para o Uruguai como um todo.
Joaquin Gonzalez: A primeira pessoa que ouvi falando sobre a respiração e como ela modula sinais cerebrais foi, justamente, o Matias, que acompanhava o trabalho de Adriano Tort nesta área (um pesquisador brasileiro radicado em Natal que mais tarde se tornou meu orientador). O projeto surgiu como uma tentativa de verificar se poderíamos medir a respiração por meio de sinais de vídeo. Queremos desenvolver uma ferramenta que possa nos ajudar a responder a uma série de questões que me parecem bastante importantes, tais como se a fase da respiração realmente modula a tomada de decisões e até que ponto essa modulação cerebral pela respiração é realmente global.
Nosso objetivo é usar ferramentas de aprendizado de máquina para construir um modelo capaz de decodificar essas variáveis a partir desses experimentos. Acho que, nos próximos anos, a neurociência precisa seguir nessa direção para realizar experimentos que sejam, de certa forma, “vivos”—nos quais seja possível sempre adicionar variáveis e obter novas informações.
TT: Em que estágio do projeto vocês estão?
JG: Estamos na fase de prova de conceito, demonstrando que podemos realmente decodificar a respiração—ou seja, o sinal da forma de onda respiratória—a partir da atividade neural, utilizando um sistema de gravação em vídeo. Nossos dados preliminares já mostram que, em princípio, conseguimos fazer isso. Em geral, observamos que, quando o animal respira, isso produz mudanças na postura corporal—é possível perceber isso pela atividade torácica, como o tórax se infla e se desinfla, e também pelas mudanças nos movimentos dos bigodes e do nariz. O desafio surge quando o animal muda de comportamento (farejando em vez de permanecer imóvel ou quando adormece), pois a respiração se torna mais irregular. Os padrões motores também parecem mudar durante esses períodos.
TT: Qual é o valor de projetos de neurociência aberta como este para a América Latina?
MC: Acho que tem um potencial enorme. Por meio do mapa da atividade neuronal em todo o cérebro e de toda essa iniciativa de ciência aberta, você pode facilmente analisar esses dados no seu computador no Uruguai, no Brasil, no Chile ou na Argentina, e fazer perguntas interessantes. Isso nos permite reduzir os custos de desenvolver essa tecnologia na América do Sul, onde o financiamento para nossos projetos é bem menor.
Às vezes, a parte mais difícil é ver que isso é possível. Acho que esse é um desafio para a neurociência na América Latina—Joaquin e eu gostaríamos de servir de exemplo e começar a difundir a prática e a adoção da ciência aberta para outras pessoas.
JG: Há anos venho pensando em como construir uma carreira próspera a partir da América Latina, dadas as limitações envolvidas. Precisamos de mais projetos de ciência aberta e de um intercâmbio mais fluido de pessoas e ideias dentro da comunidade da região. Agora que nos estabelecemos em um projeto internacional, esperamos atrair mais pessoas da região para atuar na neurociência no Uruguai.
MC: Também acho que precisamos mudar a forma de pensar sobre como a ciência é feita e ajudar a comunidade a compreender o valor da neurociência aberta. Por exemplo, Joaquin publicou recentemente um artigo sobre como as oscilações gama no córtex olfativo surgem da inibição por feedback local durante a respiração, trabalhando exclusivamente com um baco de dados aberto. Antes de submeter o artigo, alguns colegas o alertaram de que os revisores poderiam consideram uma fraqueza o fato de ele não ter coletado os dados pessoalmente. Ainda assim, o artigo acabou sendo destacado pela revista e, mais tarde, recebeu um Ben Barres Spotlight Award. É a mudança geracional. Precisamos romper com certos dogmas que temos, de que a ciência deve ser feita de determinadas maneiras apenas porque é assim que historicamente tem sido feita.
TT: Vocês têm alguma dica para pesquisadores da América Latina sobre como desenvolver parcerias de ciência aberta?
JG: Em primeiro lugar, procure por essas oportunidades; pode ser que elas já estejam disponíveis, mas as comunidades locais talvez não tenham conhecimento delas. Tente se manter atualizado sobre o que está acontecendo no mundo. Não desanime se as coisas não derem certo na primeira ou na segunda tentativa; continue insistindo, pois há vieses locais e globais que precisamos superar.
MC: Meu conselho é superar nosso medo de colaborar abertamente. As questões que a neurociência tenta responder estão se tornando cada vez maiores e mais complexas, o que faz com que seja cada vez mais difícil respondê-las individualmente. Muitas vezes, temos medo de perder nossas ideias ou o crédito por elas, mas a ciência se fortalece quando compartilhamos conhecimento de forma transparente e construímos confiança.
TT: A América Latina está bem preparada para desenvolver projetos de ciência aberta?
MC: A América Latina talvez ainda não esteja totalmente preparada para desenvolver projetos de ciência aberta, mas a ciência aberta é especialmente adequada às nossas necessidades. Ela nos dá acesso a dados e recursos que antes estavam restritos a um pequeno número de laboratórios, e precisamos aproveitar essa oportunidade enquanto desenvolvemos a capacidade de contribuir com nossos próprios dados e ferramentas.
