A Neurociência da Inteligência


Estudos com neuroimagens revelam como o funcionamento cerebral varia de uma pessoa para outra.

Revista Scientific American - por Richard J. Haier

Conceitos-chave 

- A estrutura cerebral e a eficiência metabólica podem ser a base das diferenças individuais na inteligência; pesquisas com imagem vêm apontando quais regiões desempenham papeis essenciais, por exemplo na compreensão de situações e na resolução de problemas.

- Pesquisadores sabem hoje que cérebros inteligentes operam de várias formas. As mulheres e os homens com o mesmo QI demonstram arquiteturas cerebrais básicas diversas e usam áreas variadas para chegar à resolução idêntica dos mesmos problemas. Estudos recentes indicam que o padrão individual da massa cinzenta ou da branca pode estar na base de nossos pontos fortes e fracos de cognição específica.

Todos conhecemos pessoas que não são tão inteligentes quanto nós - e também sabemos de alguém que nos supera. E temos informações de que alguns se saem melhor ou pior em determinadas áreas: têm memória invejável, são mais hábeis para se comunicar ou fazem cálculos matemáticos com grande agilidade. Presume-se que essas variações de ap­tidões ou talentos surjam de diferenças entre os cérebros. Muitos estudos fizeram conexão entre certas tarefas muito específicas com a atividade em determinadas regiões neurológicas. Entretanto, a explicação sobre como o cérebro, como um todo, integra as atividades entre as diversas áreas ainda não foi dada. Neurocientistas ainda se perguntam qual seria a aparência de um cérebro ágil, habilidoso e inteligente.

Pela primeira vez, pesquisadores da inteligência começam a agregar uma quantidade enorme (e inédita) de conhecimentos sobre o funcionamento neural. Estudos com imagens vêm desvendando indicações de como a estrutura e as funções cerebrais dão origem a diferenças individuais na in­teligência. Até o momento, os resultados confirmam uma visão que muitos especialistas têm há décadas: nem todos operamos da mesma forma. Pessoas com quocientes intelectuais (Qls) iguais podem resolver um problema com a mesma velocidade e exatidão, usando combinação diferente de áreas do cérebro.

Pessoas com características variáveis, como gênero e idade, revelam diferenças nas avaliações com neuroimagens - mesmo apresentando nível similar de inteligência. Porém, estudos recentes demonstram que as diferen­ças individuais na estrutura e funções cerebrais relacionadas à inteligência são essenciais - e os últimos estudos expõem apenas a ponta do iceberg. Pesquisas indicam uma nova definição de inteligência com base no tamanho de certas regiões cerebrais e na efici­ência do fluxo de informações entre elas. Especialistas acreditam que, em breve, os exames de imagens do cére­bro poderão revelar a aptidão indivi­dual para certas áreas acadêmicas ou
carreiras profissionais. Quanto mais aprendermos sobre a inteligência, melhor entenderemos como ajudar os indivíduos a aprimorar seu potencial e capacidade intelectual.

Durante um século, as pesquisas sobre a inteligência fundamenta­ram-se em testes feitos com lápis e papel para mensurar, por exemplo, o QI. Psicólogos usaram métodos estatísticos para caracterizar com­ ponentes da inteligência e a forma como eles se alteram durante a vida. Determinaram que praticamente to­dos os testes de aptidão intelectual, independentemente de seu conteúdo, estão relacionados, e as pessoas que marcam mais pontos em um teste ten­dem a repetir o resultado em outros. Esse fato sugere que todos os testes compartilham um ponto em comum, que foi apelidado de g, um fator geral para a inteligência. O fator g é um poderoso indicador de sucesso e tem sido objeto de vários estudos.

Além desse fator, os psicólogos estabeleceram outros componentes primários da inteligência, incluindo os fatores espaciais, numéricos, verbais e aptidões de raciocínio. Os mecanismos do cérebro e as estru­turas fundamentais do g e de outros fatores, porém, não puderam ser inferidos por meio de resultados de testes de pessoas com dano cerebral e, portanto, permaneceram ocultos.

O uso em neurociência de tecno­logia aplicada às pesquisas, há cerca de 20 anos, ofereceu métodos como neuroimagern, que permitem uma abordagem diferente da definição de inteligência, baseada nas proprieda­des físicas do cérebro. Em 1988, eu e meus colegas da Universidade da Califórnia em Irvine conduzimos um dos primeiros estudos para o uso des­sas técnicas. Por meio da tomografia por emissão de pósitrons (PET), que produz imagens do metabolismo no cérebro e detectam a quantidade de glicose radioativa de baixo nível usada pelos neurônios enquanto são ativados, estabelecemos a origem do uso da energia cerebral enquanto uma pequena amostra de voluntários resolvia problemas de raciocínio abs­trato não verbal do Teste de Matrizes Progressivas de Raven.

Com o teste, conhecido um bom indicador do g, esperávamos encontrar a inteligência no cé­rebro, determinando quais áreas mostravam ativação aumentada enquanto se processava a solução dos problemas do teste. Para nossa surpresa, o uso maior de energia (ou seja, o metabolismo aumentado da glicose) foi associado ao pior de­
sempenho. As pessoas mais espertas usavam menos energia para resolver os problemas - o cérebro delas er ra mais eficiente.

A próxima pergunta era se a eficiência da energia pode surgir da prática. Em 1992, usamos a to­mografia computadorizada antes e depois de os sujeitos aprenderem o jogo de computador Tetris (um quebra-cabeça de rapidez visual e espacial), descobrimos uso menor de energia em várias áreas cerebrais após 50 dias de prática - e maior aptidão. As informações sugerem que, com o tempo, o cérebro aprende quais áreas não são necessárias para o melhor de­sempenho, e a atividade nesses pontos diminui - levando à maior eficiência geral. Além disso, os indivíduos do estudo com alto g demonstraram melhor desempenho após a prática que as pessoas com baixo g.

Em meados de 1990, enfatizáva­mos a eficiência como um conceito essencial para a compreensão da inteligência. Mas em 1995 descobri­mos uma diferença na maneira como os cérebros masculinos e femininos operam, o que nos forneceu a primei­ra indicação do que já sabemos hoje: o conceito de eficiência depende do tipo e da dificuldade das tarefas envolvidas, e existem variações individuais e de grupos na função cerebral durante a solução de pro­blemas. No estudo de 1995, testamos uma habilidade mental específica: o raciocínio matemático. Seleciona­mos universitários com notas muito altas ou com resultados médios no SAT (exame de avaliação acadêmi­ca dos Estados Unidos, similar ao Enem no Brasil) em matemática, e usamos a tomografia para investigar a função cerebral deles enquanto solucionavam problemas de raciocí­nio matemático. Diferentemente dos estudos sobre o g, este mostrou que as pessoas com melhores aptidões matemáticas usaram mais energia do cérebro em determinada região (lobos temporais). Curiosamente, isso só foi verdadeiro para os homens e não para as mulheres - embora pessoas dos dois sexos tivessem as mesmas pontuações.

• Meninos e meninas

Esses resultados foram recentemen­te replicados por nós e por outros pesquisadores, especialmente em es­tudos com técnicas de mapeamento por eletroencefalografia (EEG). Além de essas experiências terem mostrado diferenças na função cerebral, a estrutura do órgão aparentemente desem­penhou papel importante. Estudos que indicaram outras diferenças de cognição entre os sexos, como me­lhor habilidade visuoespacial, podem ter raizes na arquitetura.

Em artigos publicados no perió­dico Neuroimage mostramos resultados de uma pesquisa iniciada em 2004. Nosso grupo usou o mapeamento estrutural por ressonância magnética (MRI) para investigar as correlações entre o volume de massa cinzenta e branca e os resultados em testes de inteligência. Os corpos celulares de neurônios que formam a massa cinzenta funcionam como se fosse um computador. A massa branca permite a comunicação entre as re­giões de massa cinzenta por meio de axônios, longos apêndices das células cerebrais semelhantes a fios. Nossos estudos apontam para uma rede de áreas distribuídas pelo cérebro onde mais massa cinzenta ou branca está relacionada a melhores resultados de Ql. As regiões dessa rede são di­ferentes em homens e em mulheres, o que mostra haver pelo menos duas arquiteturas diferentes de cérebro produzindo desempenhos equiva­lentes em testes de Ql. Descobrimos nas mulheres mais massa cinzenta e branca nas áreas frontais do cérebro, especialmente àquelas associadas à linguagem, o que explicaria os resultados altos de QI; nos homens, os bons resultados se relacionavam com a massa cinzenta nas áreas frontais, sobretudo as posteriores que integram as informações sensoriais.

As crianças também mostram padrões diferenciados de desenvol­vimento cerebral relacionados ao QI, dependendo do sexo. Em uma série de estudos de imagem com amplas amostras publicada de 2006 a 2008, o neurocientista Vincent J. Schmithors, do Centro Médico do Cincinatti Chíldren"s Hospital, e seus colegas descobriram que con­forme as meninas crescem, passam a mostrar maior organização, ou seja, caminhos bem definidos entre as diversas regiões cerebrais - no hemisfério direito. Já os meninos apresentam desenvolvimento mais acentuado no esquerdo. Não sabe­mos ainda de que modo essas des­cobertas se relacionam às diferenças comportamentais ou de aprendizado, mas as pesquisas apontam o caminho dos futuros estudos.

• Conexões cruciais

As diferenças entre os sexos foram apenas o primeiro indicador de que nem todos os cérebros funcionam da mesma forma. Em 2003, investi­gamos se era possível observar varia­ções funcionais durante as atividades mentais passivas sem determinar uma tarefa. Novamente, usamos a tomografia em dois grupos de voluntários selecionados por resultados altos ou médios no teste de Raven. Os dois grupos viram os mesmos vídeos sem apresentar nenhuma solução de pro­blemas ou atender a outras exigên­cias na tarefa. O grupo com os me­lhores resultados nos testes mostrou ativação cerebral diferente nas áreas posteriores de processamento visual quando comparado com o grupo de controle. Os dados sugerem que os estágios iniciais de processamento de informação ficam mais ativos em pessoas mais inteligentes, o que tal­ vez signifique que, afinal de contas, as pessoas mais espertas dentro do estudo não estavam vendo os vídeos "passivamente" - e sim processando ativamente o que assistiam.

Embora cada vez mais as evi­dências mostrem que a solução de problemas e mesmo o processamento sensorial passivo não parecem exata­mente os mesmos em cada cérebro, nós ainda pudemos identificar uma rede de áreas que parece dar origem à inteligência em geral. De fato, a definição de regiões e de conexões cruciais nos ajudará a delinear exa­tamente como o cérebro de cada indivíduo opera: toda pessoa usa alguma combinação dessas áreas de maneira singular.

Em 2007, o neuropsicólogo Rex F. jung, da Universidade do Novo México, e eu revisamos os 37 estudos com neuroimagens sobre a inteligên­cia existentes até aquele momento. No periódico Behavioral and Brain Sciences, identificamos áreas salien­tes do cérebro tanto nos estudos estruturais quanto nos funcionais, as 14 regiões estão distribuídas pelo cérebro inteiro, refutando a noção já antiga de que apenas os lobos frontais eram a localização primária da inteligência. Em especial, partes dos lobos parietais localizadas sob o topo da cabeça, conhecidas por participar da integração sensorial, desempenham papel relevante. Como as áreas frontais e parie y;tamente como o cérebro de cada indivíduo opera: toda pessoa usa alguma combinação dessas áreas de maneira singular.

Em 2007, o neuropsicólogo Rex F. jung, da Universidade do Novo México, e eu revisamos os 37 estudos com neuroimagens sobre a inteligên­cia existentes até aquele momento. No periódico Behavioral and Brain Sciences, identificamos áreas salien­tes do cérebro tanto nos estudos estruturais quanto nos funcionais, as 14 regiões estão distribuídas pelo cérebro inteiro, refutando a noção já antiga de que apenas os lobos frontais eram a localização primária da inteligência. Em especial, partes dos lobos parietais localizadas sob o topo da cabeça, conhecidas por participar da integração sensorial, desempenham papel relevante. Como as áreas frontais e parietais estão mais representadas em todos os estudos revisados por nós, chamamos a nossa hipótese acerca da inteligên­cia baseada nessa rede como a teoria da integração parietofrontal (P-FIT). As 14 áreas de P-FIT estão envolvidas no processamento da atenção, da memória, da linguagem e dos senti­dos.

A identificação da rede de P-FIT implica uma nova definição de inteli­gência geral com base nas caracterís­ticas mensuráveis do cérebro. Tanto a quantidade de massa cinzenta em certas áreas de P-FIT quanto o índice de fluxo de informação entre elas devem desempenhar papel essencial na inteligência. No início do ano, estudos do Centro Médico Univer­sitário de Utrecht, na Holanda, e da Academia Chinesa de Ciências de Pequim usaram a ressonância magnética funcional para determinar a eficiência de conexões cerebrais, apontando áreas de P-FIT onde a conectividade estava especialmente associada aos resultados de QI. As descobertas sustentam a ideia de que a inteligência geral não apenas se origina do volume de massa cinzenta como depende, em grande parte, das conexões da massa branca entre as áreas essenciais de massa cinzenta. As conexões mais eficientes permi­tem que as informações fluam mais rapidamente - e a agilidade do pro­cessamento parece estar em relação direta com o alto QI.

Entretanto, os resultados dos testes de inteligência não contam toda a ver­dade - nem chegam perto. Essa capa­cidade parece surgir de combinações variadas de áreas cerebrais de P-FIT em cada pessoa, o que pode explicar a variação dos pontos fracos e fortes de uma para outra. Os desafios na identificação desses padrões são bem ilustrados pelos casos extremamente raros de autistas com síndrome de savant. Daniel Tarnrner, por exemplo, é um jovem autista com resultados de QI excepcionalmente altos. Ele vê números como cores e formas, o que lhe permite memorizar o valor de (pi) até 22.514 dígitos. Também aprendeu a falar islandês fluentemente com apenas sete dias de aula. Tammer, que leva vida independente, escreveu um best-seller autobiográfi­co descrevendo suas extraordinárias aptidões numéricas e linguísticas. O que mostraria seu "perfil cerebral"?

Apesar de, no momento, não podermos deduzir, analisando uma tomografia do cérebro de Tammer, como surgem essas aptidões extraor­dinárias, a onda mais recente de estudos com neuroimagem nos deu indicações de como fazer exatamen­te isso um dia. Os novos estudos descobriram correlações entre a massa cinzenta em certas áreas e os fatores de inteligência específica.

Em março deste ano, o psicólogo Roberto Colom, da Universidade Autônoma de Madri, e seus colabo­radores (inclusive eu) divulgaram um relatório sobre a relação entre
o volume de massa cinzenta e os diferentes fatores de inteligência em 100 jovens adultos. Cada voluntário que participou do estudo completou uma bateria de nove testes cogniti­vos, usados para indicar diferentes fatores de inteligência, dos quais o g, a inteligência fluida, a cristaliza­da e o fator espacial. Encontramos uma correlação positiva entre os resultados do fator g e a quantidade de massa cinzenta em várias áreas preditas pela P-FIT. E assim que consideramos o fator g comum, descobrimos que o volume de massa cinzenta em certas áreas do cérebro estava relacionado a outros aspectos da inteligência específica.

Uma das ideias mais surpreen­dentes que resultaram dessa pesquisa recente foi a possibilidade de a massa cinzenta ser combinada com o padrão da massa branca de seu g e de outros fatores de inteligência específica. Em outras palavras, o tecido das áreas de P-FIT pode prever o padrão pessoal singular de vantagens e desvantagens cognitivas dentre várias habilidades mentais. Esses perfis diferentes de cérebro explicariam por que duas pessoas com resultados idênticos de QI po­dem apresentar aptidões cognitivas diferentes. As informações de Madri ilustram essa ideia perfeitamente. Os voluntários do grupo com resultados de g mais altos mostraram muito mais massa cinzenta que a média do grupo em várias áreas de P-FIT, o que talvez não seja surpresa. Porém, é interessante notar que duas pessoas com resultados idênticos - 100 de g a média para o grupo testado no estudo - exibiram perfis cognitivos diferentes, sugerindo diferentes pontos fortes e fracos.

• Um futuro brilhante

A ideia de que todos temos nosso padrão próprio de variação nas áreas cerebrais que contribui para fatores de inteligência diversos é realçada por um estudo de ressonância mag­nética estrutural com 241 pacientes com leão cerebral. O psicólogo Ian Cläscher, do Instituto de Tecnologia da Calífórnia, e seus colegas mostra­ram que o local de cada lesão estava correlacionado aos resultados de fatores específicos. A organização perceptual, por exemplo, foi afetada quando o lobo parietal direito sofreu danos: os pacientes tiveram problemas para discernir de forma consciente informações diretas captadas pelos sentidos.

Esses estudos prenunciam que a neuroimagem pode se tornar um complemento - ou até mesmo um substituto - dos testes de inteligên­cia tradicionais com papel e lápis. O perfil cerebral de um indivíduo pode ser valioso. Na educação, um programa de aprendizado criado especificamente para um aluno, em qualquer idade, se basearia em suas características cerebrais. Talvez a escolha de uma carreira profissional seja prevista - será que há padrões de massa cinzenta que produziriam melhores professores, psicólogos, engenheiros ou espor

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