Os movimentos realizados por um corpo e a forma como se consegue ir além desses movimentos criando ações novas fazem com que Rui Costa se interesse pelo teatro e pela dança, mas também pela neurociência. O investigador seguiu Medicina Veterinária porque queria estudar o comportamento animal, mas descobriu que o que queria mesmo saber era o que acontecia dentro do cérebro quando um organismo realizava uma determinada ação. Neste momento lidera uma equipa na Fundação Champalimaud que trabalha nesta área.

A aprendizagem das ações é a linha orientadora da investigação que tem realizado. Começou por estudar deficiências de aprendizagem, mais tarde dedicou-se à formação de hábitos e às compulsões. Agora está no caminho de concretizar um dos grandes sonhos de quando se tornou investigador: criar imagens da atividade cerebral enquanto se manipula o cérebro.

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Quando uma criança tem dificuldade em reconhecer padrões, se perde facilmente, apresenta dificuldades em organizar-se ou tem deficiências generalizadas na aprendizagem verbal e não verbal, pode ter uma neurofibromatose do tipo 1 – uma doença no gene NF1. Este gene é responsável pela produção de uma proteína que quando sobreativada leva à uma inibição na atividade de alguns neurónios, provocando uma deficiência na aprendizagem.

Esta doença, a mais comum das deficiências de aprendizagem causada por um gene único, foi alvo do doutoramento de Rui Costa na Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA), nos Estados Unidos, sob a orientação de Alcino Silva, na altura investigador em memória na instituição. Nesse período descobriram o que causava a deficiência de aprendizagem e de que forma podiam tentar reverter a situação, explicou ao Observador Rui Costa.

As duas estratégias encontradas – uma que diminuía a atividade da proteína, outra que diminuía a inibição – foram testadas em ratos de laboratório e os resultados publicados em 2002. “Entretanto houve um ou dois ensaios clínicos [em humanos]”, refere o neurocientista. “A perspectiva é que daqui a uns anos haja [um fármaco] que possa ser utilizado [para tratar] essas deficiência de aprendizagem.”

Novas ideias para tratar Parkinson

Das deficiências de aprendizagem passou à aprendizagem das ações. “O que acontece quando aprendemos novas ações e as consolidamos?”, era a pergunta de Rui Costa. A investigação pretendia perceber de que forma as decisões do cérebro se relacionavam com as ações e movimentos realizados realmente, o que acabou por estar muito ligado à doença de Parkinson – que se manifesta pela falta de controlo motor (tremores, rigidez, dificuldade em caminhar ou equilibrar-se).

No centro do cérebro, mais concretamente nos gânglios da base, existem dois circuitos responsáveis pela geração de movimentos. Inicialmente, pensava-se que um dos circuitos promovia os movimentos (via direta) e o outro inibia (via indireta), e que na doença de Parkinson a via indireta estaria sobreativada. Mas a investigação realizada pela equipa da Fundação Champalimaud, liderada por Rui Costa, mostrou que os dois circuitos são igualmente importantes na realização de um movimento.

“Os dois circuitos num hemisférico cerebral trabalham coordenadamente para controlar os movimentos”, diz o investigador. “Funcionam como uma orquestra”. A doença de Parkinson é causada pela “falta de capacidade de funcionar em orquestra”, tornando impossível selecionar a ação. Rui Costa volta a comparar com os músicos que ensaiam todos ao mesmo antes do espetáculo.

A terapia passa por pôr os circuitos a funcionar corretamente, acabando com a sincronia, porque os circuitos têm de estar coordenados, mas não podem funcionar em simultâneo. Tanto a dopamina, que transmite impulsos nervosos, como a estimulação cerebral profunda, utilizada no laboratório de Rui Costa, cumprem esta função. A descoberta pode levar à alteração dos tratamentos a que os doentes de Parkinson são submetidos.

Os cerca de 180 investigadores trabalham em open space com os limites dos laboratórios definidos pelas bancadas – Hugo Amaral

O cérebro poupa energia com os hábitos

“Quando aprendemos uma acção nova, temos de a consolidar”, diz o neurocientista. “O que vimos é que nesta fase inicial, a fase de exploração, e também quando a acção é intencional há uma parte do cérebro que está activa. Quando criamos a rotina [quando está consolidada] é outra parte do cérebro.” Localizadas em áreas diferentes do cérebro, uma mais lateral e uma mais medial, as duas áreas competem entre si. “Se a pessoa está mais cansada, faz as coisas mais por rotina.”

É mais fácil para o cérebro atuar por rotina, “ligar o piloto automático” poupa energia ao cérebro. Mas o que a equipa de Rui Costa quer perceber é como o cérebro escolhe agir rotineiramente ou intencionalmente: “como acontece este switch naturalmente” e se consegue ou não fazer a mudança da ação de rotina para a intencional.

Para os investigadores, a incapacidade de sair da rotina pode estar relacionada com as adições e compulsões. “Pensamos que a parte que controla o hábito está hipertrofiada”, diz Rui Costa. Drogas como a cocaína e as anfetaminas aumentam a libertação de dopamina, aumentando também a probabilidade de se formar um hábito, ou neste caso, uma adição.

Controlar cada grupo de neurónios

Rui Costa mostra-se satisfeito com os resultados obtidos até agora, especialmente com a capacidade de ver o que se passa dentro do cérebro. “Estamos a conseguir fazer imagens de neurónios profundamente no cérebro”, diz com entusiasmo. Usando um vírus que carrega uma proteína fluorescente é possível marcar os neurónios dos ratos. Quando a proteína está ativa o neurónio fica mais fluorescente. “Conseguimos medir a atividade dos neurónios que marcámos através de endoscópios pequenos que conseguimos pôr dentro do cérebro.” Outra técnica passa por manipular os neurónios de forma a que se tornem sensíveis à luz, sendo possível ativá-los e fazer o animal virar à esquerda ou à direita.

O futuro da investigação da equipa de Rui Costa passará por aprofundar a interface cérebro-máquina. “Se percebermos o que o cérebro faz para controlar a mão, pode-se fazer o mesmo para controlar um computador”, diz o investigador. “Imagine-se usar isso para controlar cadeiras de rodas ou para escrever um email.” Atualmente, um dos investigadores é capaz de controlar um drone com o cérebro, usando para isso um dispositivo equivalente a um eletroencefalografo.

Apesar do prestígio alcançado como cientista e dos prémios já recebidos – sendo o mais recente o Young Investigator Career Award 2014, da Fundação Louis-Jeantet – Rui Costa considera-se um pessoa simples, gosta do campo e privilegia as relações pessoais, o tempo de qualidade com a família e os amigos. Mesmo no laboratório não consegue separar a relação profissional da relação pessoal que mantém com as pessoas com quem trabalha.