Uma pesquisa liderada por cientistas da Universidade de São Paulo (USP) colocou em xeque um princípio científico aceito há cerca de 400 anos sobre o funcionamento de sistemas sincronizados. O estudo indica que, em determinadas situações, a interação entre dois elementos não é suficiente para gerar sincronização, sendo necessária a influência de um terceiro componente para que a organização coletiva aconteça.
A investigação foi conduzida pelo matemático Tiago Pereira e pelo pesquisador holandês Eddie Nijholt, ambos ligados ao Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em colaboração com especialistas de outros países. Os resultados foram publicados em junho na revista científica Nature.
Até então, prevalecia a ideia apresentada pelo físico e matemático holandês Christiaan Huygens no século XVII, segundo a qual sistemas com ritmos semelhantes tendem a sincronizar espontaneamente por meio da interação direta entre pares.
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O novo trabalho, porém, demonstra que essa dinâmica nem sempre ocorre dessa forma. Segundo os pesquisadores, há casos em que a sincronização só surge quando um terceiro elemento modifica a maneira como os outros dois interagem entre si.
A origem da pesquisa surgiu durante uma viagem de Tiago Pereira a Berlim, na Alemanha. Em um evento científico, ele ouviu uma apresentação sobre estudos que sugeriam que a relação entre o fenômeno climático El Niño e períodos de chuvas intensas na Índia poderia depender também da atividade vulcânica. A hipótese levantou a possibilidade de que um terceiro fator estivesse alterando a interação entre os dois fenômenos.
A partir dessa observação, a equipe desenvolveu um modelo matemático para testar a hipótese. Em seguida, os cientistas realizaram experimentos utilizando pequenos osciladores eletroquímicos configurados para impedir a sincronização entre pares. Mesmo assim, verificaram que uma organização espontânea surgia quando três elementos atuavam em conjunto.
Segundo os autores, o resultado mostra que analisar apenas relações entre dois componentes pode ocultar padrões importantes presentes em sistemas mais complexos.
A descoberta poderá contribuir para o estudo de diferentes áreas do conhecimento. Na neurociência, por exemplo, a nova abordagem pode ajudar pesquisadores a compreender melhor como diferentes regiões do cérebro interagem. Em vez de avaliar apenas conexões entre duas áreas, será possível investigar de que forma uma terceira região influencia esse processo.
Os pesquisadores também apontam aplicações em estudos sobre clima, redes tecnológicas e outros sistemas complexos, nos quais a interação entre múltiplos elementos pode desempenhar um papel decisivo para compreender fenômenos que, até agora, não eram totalmente explicados pelos modelos tradicionais.
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