Em busca da consciência


Psicólogos, neurocientistas e teóricos trabalham juntos para analisar, através do sistema visual, a relação entre mente e cérebro.

Revista Scientific American - por Francis Crick e Christof Koch*

A questão mais enigmática em neurobiologia, atualmente, é a relação entre mente e cérebro. Aquilo que conhecemos como mente está intimamente relacionado a certos aspectos do comportamento do cérebro, e não ao coração, como pensava Aristóteles. Seu aspecto mais misterioso é a consciência, que pode assumir várias formas, da experiência de dor à consciência de si mesmo. No passado, freqüentemente se considerava, como em Descartes, que a mente (ou alma) seria algo imaterial, separada do cérebro, mas interagindo com ele de algum modo. Poucos neurocientistas, como o falecido sir John Eccles, afirmavam que a alma é distinta do corpo. Hoje, a maioria acredita que é possível explicar todos os aspectos da mente, inclusive seu atributo mais enigmático - a consciência - de maneira mais materialista, como o comportamento de redes neuronais agindo em concerto. Conforme afirmou há um século William James, a consciência não é uma entidade, mas um processo.

No entanto, ainda é preciso descobrir qual é, exatamente, esse processo. Muitos anos depois de James escrever The Principles of Psychology, a consciência continuava a ser um conceito tabu na psicologia americana devido ao movimento behaviorista. Com o advento da ciência cognitiva em meados da década de 50, tornou-se novamente possível aos psicólogos levar em conta processos mentais, e não mais meramente observar o comportamento. Apesar disso, até recentemente muitos cientistas cognitivos, como quase todos os neurocientistas, ignoravam a consciência. Achavam que a questão fosse puramente "filosófica" ou então demasiada inacessível para ser estudada experimentalmente.

Conceitos-chave

- A questão central da neurobiologia neste momento é a relação entre mente e cérebro.
- Para muitos cientistas cognitivos as computações realizadas pelo cérebro são basicamente inconscientes, e o que se torna consciente é apenas o resultado final dessa computação.
- Aquilo de que estamos conscientes num certo momento não é uma questão simples e pode haver uma forma de consciência fugaz que não exija mecanismo de atenção.
- A consciência está em constante mutação. As redes funcionais neuronais se manifestam em diferentes níveis e interagem para formar redes ainda maiores que duram frações de segundo.
- O propósito da consciência visual deve ser o de alimentar áreas corticais relacionadas com as implicações do que vemos.

  • Novas estratégias

Isso é ridículo, e por isso alguns anos atrás começamos a pensar qual o melhor modo de abordar cientificamente o problema. Como explicar que os eventos mentais são provocados pelo disparo de extensos agrupamentos de neurônios? Embora haja quem julgue este método uma causa perdida, achamos pouco eficaz preocupar-nos muito com aspectos do problema que não podem ser solucionados somente com as idéias científicas existentes. Talvez sejam necessários conceitos radicalmente novos- basta lembrarmos das transformações impostas pela mecânica quântica - mas a única solução sensata é insistir na investida experimental até depararmos com dilemas que exijam novos modos de pensamento.

Existem várias abordagens possíveis para o problema da consciência. Para alguns psicólogos, é necessário tentar explicar o maior número possível de seus aspectos, incluindo emoção, imaginação, sonhos, experiências místicas etc. Isso pode ser necessário a longo prazo, mas achamos mais prudente começar com um aspecto da consciência que pode ceder com mais facilidade. Selecionamos o sistema visual dos mamíferos, porque os humanos são animais bastante visuais e porque já foram feitos inúmeros trabalhos experimentais e teóricos sobre isso.

Serão necessárias muitas pesquisas até que possamos descrever cientificamente a consciência visual. Não tentamos defini-la em si por causa dos riscos de uma definição prematura. (Se isso parece uma desculpa. tente definir a palavra "gene", e verá que não é simples). No entanto, as provas experimentais fornecem vislumbres suficientes sobre a natureza da consciência visual para orientar a pesquisa.

Embora a principal função do sistema visual seja perceber objetos e eventos no mundo à nossa volta, a informação disponível para nossos olhos não é por si só suficiente para dotar o cérebro com uma interpretação única do mundo visual. O cérebro precisa utilizar experiências passadas (sejam próprias, sejam de ancestrais distantes implantadas em nossos genes) para ajudar a interpretar a informação que chega a nossos olhos. Um exemplo seria o da derivação da representação tridimensional do mundo a partir dos sinais bidimensionais que incidem sobre nossas retinas.

A visão é um processo construtivo, no qual o cérebro tem de realizar atividades complexas (por vezes denominadas computações) para decidir que interpretação adotar sobre informações visuais ambíguas. Ele atua ativamente na formação de uma representação simbólica do mundo visual, mapeando (no sentido matemático) certos aspectos desse mundo.

  • Processo inconsciente

Como muitos cientistas cognitivos, Ray Jackendoff, da Brandeis University, postula que as computações realizadas pelo cérebro são predomin nantemente inconscientes; aquilo de que nos tornamos conscientes é o resultado final desta computação. Embora a concepção habitual seja que essa consciência ocorre nos níveis mais elevados do sistema computacional, Jackendoff propõe uma teoria de consciência em nível intermediário. Aquilo que vemos seria a representação de superfícies diretamente visíveis a nós, juntamente com seus contornos, orientação espacial, cor, textura e movimento. Na etapa seguinte, esse esboço seria processado pelo cérebro para produzir uma representação tridimensional, da qual não estamos conscientes visualmente. Por exemplo, se olharmos para uma pessoa que está de costas, vemos a parte de trás de sua cabeça, porém não seu rosto. Contudo, o cérebro infere que a pessoa tem um rosto - se a pessoa se virasse e não o tivesse, ficaríamos bastante surpresos.

De forma vívida, estamos conscientes da representação, centrada em quem vê, que corresponde à parte visível da cabeça. O que o cérebro infere sobre a parte da frente viria de alguma espécie de representação tridimensional. Isso não significa que o fluxo de informação parta apenas da representação da superfície para a representação tridimensional; é praticamente certo que o fluxo ocorra em ambas as direções. Quando imaginamos a parte da frente do rosto, estamos conscientes de uma representação de superfície gerada pela informação do modelo tridimensional.

É importante distinguir entre representação explícita, simbolizada sem processamento adicional, e implícita, que contém a mesma informação, mas exige mais processamento para se tornar explícita. O padrão de pontos coloridos numa tela de televisão, por exemplo, contém uma representação implícita (suponhamos, do rosto de alguém), mas somente cada ponto e sua localização são explícitos. Quando vemos um rosto na tela, deve haver neurônios em nosso cérebro cujos disparos simbolizem esse rosto.

Esse padrão de disparos de neurônios é chamado de representação ativa. A representação latente de um rosto deve também estar armazenada no cérebro, provavelmente como um padrão especial de conexões sinápticas entre neurônios. É provável que tenhamos uma representação, normalmente inativa, da Estátua da Liberdade no cérebro. Se pensamos nela, a representação se torna ativa, com a descarga dos neurônios pertinentes.

Um objeto pode ser representado de mais de uma maneira - como imagem visual, como um conjunto de palavras e seus sons latentes, ou mesmo como uma sensação tátil ou um cheiro. Estas representações diferentes provavelmente interagem, e é provável que se distribuam por muitos neurônios, tanto localmente quanto de maneira mais global, e não sejam tão simples e diretas. Há indícios sugestivos, extraídos em parte de estudos relativos ao disparo de neurônios em várias regiões do cérebro de um macaco, e em parte pela análise dos efeitos de determinadas lesões cerebrais em seres humanos, de que diferentes aspectos do rosto - e das implicações de um rosto - podem ser representados em diferentes regiões do cérebro.

Primeiro, há a representação do rosto como rosto: dois olhos, um nariz, uma boca etc. Habitualmente, os neurônios envolvidos não são muito meticulosos quanto ao tamanho ou posição exata desse rosto no campo visual, e tampouco muito sensíveis a pequenas mudanças em sua orientação. Em macacos, há neurônios que reagem melhor quando o rosto se vira em determinada direção, enquanto outros parecem mais concentrados na direção para a qual os olhos estão voltados. Há também representações de partes do rosto, independentes de sua representação como um todo. Além disso, cada uma das implicações de ver um rosto, tais como o sexo da pessoa, a expressão facial, sua familiaridade e, em particular, de quem é o rosto, pode ser correlacionada com neurônios disparando em lugares distintos.

Aquilo de que estamos conscientes a qualquer momento, num sentido ou noutro, não é uma questão simples. Pode haver uma forma muito passageira de consciência fugaz, que represente somente traços bastante simples e não exija um mecanismo de atenção. A partir dessa breve consciência, o cérebro constrói uma representação centrada em quem vê - o que vemos vívida e claramente -, que de fato exige atenção. Isso provavelmente leva a representações tridimensionais de objetos e, em seguida, a representações mais cognitivas.

Representações relativas a consciências vívidas possivelmente têm propriedades especiais. William James achava que a consciência envolvia tanto atenção quanto memória de curto prazo. A maioria dos psicólogos concordariam hoje com essa posição. Jackendoff escreve que a consciência é "enriquecida" pela atenção, sugerindo que, embora não seja essencial para certos tipos limitados de consciência, é necessária para a consciência plena. No entanto, não está claro que formas de memória estariam envolvidas. Algumas formas de conhecimento adquirido estão de tal modo arraigadas no mecanismo de processamento neural que certamente fazem parte do processo de conscientização. Por outro lado, estudos de pacientes com lesão cerebral indicam que a capacidade de conservar memórias episódicas de longa duração não é essencial para a consciência.

É difícil imaginar que alguém possa estar consciente se não possui memória, mesmo que extremamente breve, daquilo que acabou de acontecer. Psicólogos visuais falam de memória icônica, que dura por uma fração de segundo, e memória operacional (como a utilizada para lembrar de um novo número de telefone), mantida só por alguns segundos se não for constantemente repetida. Não está claro se estas duas formas são essenciais para a consciência. De qualquer modo, a divisão da memória de curta duração nestas duas categorias pode ser demasiadamente simplista.

Se esses complexos processos de consciência visual estão localizados em partes do cérebro, onde se situa cada um deles? Muitas regiões do cérebro podem estar envolvidas, mas é quase certo que o neocórtex cerebral exerça papel predominante. A informação visual vinda da retina alcança o neocórtex basicamente por meio de uma parte do tál de acontecer. Psicólogos visuais falam de memória icônica, que dura por uma fração de segundo, e memória operacional (como a utilizada para lembrar de um novo número de telefone), mantida só por alguns segundos se não for constantemente repetida. Não está claro se estas duas formas são essenciais para a consciência. De qualquer modo, a divisão da memória de curta duração nestas duas categorias pode ser demasiadamente simplista.

Se esses complexos processos de consciência visual estão localizados em partes do cérebro, onde se situa cada um deles? Muitas regiões do cérebro podem estar envolvidas, mas é quase certo que o neocórtex cerebral exerça papel predominante. A informação visual vinda da retina alcança o neocórtex basicamente por meio de uma parte do tálamo (o corpo geniculado lateral); outra via visual importante, originada da retina, é o colículo superior, na porção mais alta do tronco encefálico.

Em seres humanos, o córtex consiste de duas folhas engrouvinhadas de modo complexo, uma em cada lado da cabeça e interligadas por um grande trato, de cerca de 200 mil axônios, denominado corpo caloso. Se o corpo caloso é seccionado numa cirurgia para separar o cérebro, feita em casos de epilepsia refratária ao tratamento, um hemisfério não tem ciência do que o outro está vendo. Em particular, o hemisfério esquerdo (de uma pessoa destra) parece não estar consciente da informação visual recebida exclusivamente pelo hemisfério direito.

O que acabamos de dizer demonstra que nenhuma das informações necessárias para a consciência visual pode alcançar o outro hemisfério do cérebro descendo pelo tronco encefálico e subindo de volta. Em pessoas normais, esta informação consegue chegar ao outro lado simplesmente usando os axônios do corpo caloso.

O sistema hipocampal, outra parte do cérebro, está envolvido em memórias instantâneas, ou episódicas, que depois de semanas e meses são transferidas para o neocórtex. Por causa de sua localização, esse sistema recebe dados, e do mesmo modo os projeta, de e para muitas partes do cérebro. Assim, poder-se-ia suspeitar que o sistema hipocampal fosse a sede da consciência. Não é o caso: indícios obtidos em estudos com pacientes com lesões cerebrais mostram que ele não é essencial para a consciência visual, embora uma pessoa privada dele apresente deficiências graves na vida cotidiana, pois é incapaz de recordar algo que aconteceu há pouco mais de um minuto.

Em termos gerais, o neocórtex de animais em estado de alerta provavelmente age de dois modos. Ao se estruturar em redes elétricas rudimentares e um tanto redundantes, produzidas por nossos genes e por processos embriológicos, o neocórtex recorre, entre outras, à experiência visual, para lentamente se "reorganizar funcionalmente", a fim de criar categorias (ou "características") às quais possa responder. A exposição a um exemplo único não leva à criação de uma nova categoria no neocórtex, embora possam ocorrer pequenas modificações das conexões neurais.

A segunda função do neocórtex (pelo menos no que diz respeito à parte visual) é reagir com extrema rapidez aos sinais que chegam. Para isso, emprega categorias que aprendeu e tenta encontrar as combinações de neurônios ativos que, com base na experiência passada, têm maior probabilidade de representar os objetos e eventos relevantes do mundo visual naquele momento. A formação de redes funcionais de neurônios ativos pode também ser influenciada por informações provenientes de outras partes do cérebro: por exemplo, sinais indicando ao que prestar atenção ou expectativas sobre a natureza do estímulo.

A consciência, como observou William James, está em constante mutação. As redes funcionais neuronais formadas rapidamente ocorrem em diferentes níveis e interagem para formar redes funcionais ainda maiores. Elas são transitórias e comumente duram apenas uma fração de segundo. Como são a base do que vemos, a evolução fez com se formassem o mais rapidamente possível; do contrário, nenhum animal sobreviveria. Mas, se o cérebro leva desvantagem ao formá-las com rapidez - já que, comparados a computadores, os neurônios agem muito lentamente - compensa essa lentidão em parte utilizando uma enorme quantidade de neurônios, simultaneamente e em paralelo, e em parte reorganizando o sistema de maneira relativamente hierarquizada.

Se, em um dado momento, a consciência visual corresponde a grupos de neurônios disparando, onde se localizam estes neurônios e como ocorre a descarga? É bastante improvável que a consciência visual ocupe todos os neurônios do neocórtex que disparam acima da média em determinado momento. Em teoria, alguns deles devem estar envolvidos na computação, tentando organizar as melhores redes funcionais, enquanto outros expressam os resultados destas computações, ou seja, aquilo que vemos.

Algumas evidências experimentais apóiam esta teoria. Um fenômeno conhecido como rivalidade binocular, que ocorre quando cada olho recebe um dado visual diferente relativo à mesma parte do campo de visão, pode ajudar a identificar os neurônios cujo disparo simboliza a consciência. O sistema visual inicial do lado esquerdo do cérebro recebe informações dos dois olhos, mas vê apenas a parte do campo visual à direita do ponto de fixação. O inverso é verdadeiro para o lado direito. Se esses dois dados conflitantes competem entre si, vemos não os dois dados superpostos, mas primeiro um e depois outro, e assim alternadamente.

Este fenômeno pode ser testado em uma exposição montada por Sally Duensing e Bob Miller intitulada O sorriso do gato. Os espectadores mantêm o olhar fixo e, através de um espelho, um dos olhos pode ver o rosto de uma pessoa diretamente na sua frente, enquanto outro olho vê uma tela branca ao lado. Se o espectador balança a mão na frente da tela, no mesmo local do campo viisual ocupado pelo rosto, este último desaparece. Por ser visualmente muito saliente, o movimento da mão captura a atenção do cérebro. Se o espectador move os olhos, o rosto reaparece. Em alguns casos, apenas parte dele desaparece: às vezes resta um olho, às vezes ambos. Se o espectador olha para o sorriso da pessoa, o rosto pode desaparecer, deixando apenas o sorriso. Por isso o efeito foi chamado de "O sorriso do gato", inspiirado no livro Alice no país das maravilhas, de Lewis Carroll.

Embora seja difícil, porém não impossível, registrar a atividade de n

    Leitura Dinâmica e Memorização

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