Espelhos na mente


Um tipo especial de neurônio que reflete o mundo exterior revela nova o entendimento, raciocínio e aprendizado humanos .

Revista Scientific American - por Giacomo Rizzolatti, Leonardo Fogassi e Vittorio Gallese

João observa Maria pegar uma flor. João sabe o que Maria está fazendo - colhendo a flor - e sabe também por que ela o faz. Maria sorri para João, e ele adivinha que ela lhe dará a flor de presente. A cena singela dura apenas momentos, e a compreensão de João do que está acontecendo é quase instantânea. Como exatamente ele entende a ação de Maria, bem como sua intenção, com tanta facilidade?

Até cerca de dez anos atrás, a maior parte dos neurocientistas atribuiria o entendimento da ação de outra pessoa e, especialmente, de suas intenções, a um rápido processo de raciocínio parecido com aquele utilizado para resolver um problema lógico: algum aparato comunicativo no cérebro de João trabalhava a informação apreendida por seus sentidos e a comparava com experiências similares previamente armazenadas, permitindo que João chegasse à conclusão do que Maria estava fazendo e por quê.

Embora operações dedutivas complexas como essas possam ocorrer em algumas situações, particularmente quando o comportamento de alguém é difícil de decifrar, a facilidade e a rapidez com que em geral entendemos ações simples sugerem uma explicação ainda mais simples. No começo dos anos 90 nosso grupo de pesquisa na Universidade de Parma, Itália, que na época incluía Luciano Fadigam, descobriu a resposta de forma quase acidental em um tipo de neurônio do cérebro de macacos que dispara no momento em que o animal desempenha ações motoras direcionadas, como pegar uma fruta, por exemplo. O que nos surpreendeu foi o fato de esses neurônios também dispararem quando o animal simplesmente observa alguém fazer a mesma coisa. Como esse novo subconjunto de células reflete no cérebro do observador os atos realizados por outro indivíduo, demos a eles o nome de neurônios-espelho.

Assim como se acredita que circuitos neuronais estoquem memórias no cérebro, conjuntos de neurônios-espelho parecem codificar padrões para ações específicas. Essa propriedade permite ao indivíduo não apenas realizar procedimentos motores básicos sem pensar sobre eles, mas compreender esses atos ao observá-los, sem necessidade de raciocinar explicitamente sobre eles. João percebe a ação de Maria porque, ao mesmo tempo que essa ação se dá diante de seus olhos, na verdade ela se realiza também em sua mente. É interessante lembrar que os filósofos da tradição fenomenológica afirmaram há muito tempo que toda pessoa tem de passar por uma experiência dentro de si mesma para compreendê-la completamente. Mas, para os neurocientistas, a descoberta de uma base física dessa hipótese no sistema de neurônios-espelho representa uma mudança radical na maneira pela qual compreendemos a forma como compreendemos.

Conceitos-chave

- Subconjuntos de neurônios no cérebro do homem e no macaco respondem quando o indivíduo realiza certas ações e também quando observa atentamente outros realizando os mesmos movimentos.

- Esses "neurônios-espelho" fornecem uma experiência interna direta, isto é, a compreensão dos atos, intenções e emoções de outra pessoa.

- Neurônios-espelho podem também ser responsáveis pela capacidade de imitar a ação de outra pessoa e, assim, de aprender, fazendo do mecanismo do espelho uma ponte intercerebral de comunicação e conexão em múltiplos níveis.

  • Reconhecimento Instantâneo

Quando percebemos pela primeira vez os neurônios-espelho, nosso objetivo não era confirmar ou refutar uma ou outra posição filosófica. Estudávamos o córtex motor do cérebro, em especial a área F5, associada aos movimentos da mão e da boca, com o objetivo de descobrir como os comandos para realizar determinadas ações são codificados pelos padrões de disparo neuronal. Para tanto, registrávamos a atividade de neurônios individuais no cérebro de macacos. Nosso laboratório era equipado com rico repertório de estímulos para esses animais, e, quando eles realizavam ações variadas, como pegar um brinquedo ou alimento, podíamos ver que conjuntos específicos de neurônios eram descarregados durante a execução de determinados atos motores.

Num dado momento começamos a perceber algo estranho: quando um de nós pegava um pouco de comida, os neurônios dos macacos disparavam como se eles próprios estivessem apanhando algo para comer. Primeiramente nós nos perguntamos se esse fenômeno poderia ser resultado de algum fator trivial, como a realização de um movimento não percebido do animal ao nos observar. Uma vez descartada essa e outras possibilidades, como a expectativa do macaco pela comida, percebemos que o padrão de atividade neuronal associado à ação observada era uma representação real no cérebro do próprio ato, independentemente de quem o estava realizando.

Freqüentemente, em pesquisa biológica, a maneira mais direta de estabelecer a função de um gene, proteína ou grupo de células é simplesmente eliminá-los e observar a diferença na saúde ou no comportamento do organismo. Entretanto, não pudemos usar essa técnica para determinar o papel dos neurônios-espelho, pois percebemos que eles se espalham em importantes regiões de ambos os hemisférios cerebrais, incluindo os córtices pré-motor e parietal. Destruir o sistema inteiro de neurônios-espelho teria produzi ido déficits cognitivos tão grandes nos animais que seria impossível perceber os efeitos específicos das células eliminadas.

Optamos por uma estratégia diferente. Para testar se essas células desempenham papel no entendimento de uma ação, em vez de apenas registrá-las visualmente, analisamos as respostas dos neurônios quando os macacos conseguiam compreender o significado de uma ação sem que pudessem observá-la. Imaginamos que se os neurônios-espelho realmente mediassem o conhecimento, sua atividade deveria refletir o significado da ação e não só seus aspectos visuais. Assim, realizamos duas séries de experimentos.

Primeiramente verificamos se os neurônios-espelho F5 eram capazes de "reconhecer" ações apenas pelos sons. Registramos seu comportamento enquanto um macaco observava uma ação motora manual, como rasgar uma folha de papel ou quebrar uma casca de amendoim. Então apresentamos a ele apenas o som. Descobrimos que muitos neurônios F5 que tinham respondido à observação visual dos atos acompanhada por sons respondiam somente aos sons, e nomeamos esse subconjunto células de neurônios-espelho audiovisuais.

Fizemos então a seguinte suposição: se os neurônios-espelho estão de fato associados ao entendimento de uma ação, eles devem descarregar quando o macaco, mesmo sem observar a ação, tem pistas suficientes para criar uma representação mental dela. Assim, colocamos um macaco diante de um pesquisador que tentava alcançar um alimento e depois o segurava. Em seguida, o animal viu a mesma ação, mas com sua parte final e crítica - pegar o alimento - escondida por um biombo. Ainda assim, mais da metade de seus neurônios-espelho F5 descarregaram quando ele só podia imaginar a conclusão do ato por detrás do biombo.

Esses experimentos confirmaram que a atividade de neurônios-espelho serve de base para o entendimento de atos motores: quando a compreensão de uma ação é possível em uma base não-visual, como o som ou a representação mental, os neurônios ainda descarregam para sinalizar o significado do ato.

Depois dessas descobertas no macaco, naturalmente nos perguntamos se um sistema de neurônios-espelho também existiria no cérebro humano. Uma série de experimentos empregando técnicas para detectar alterações na atividade do córtex motor nos forneceu fortes evidências positivas. Enquanto voluntários observavam um pesquisador pegando objetos ou realizando gestos sem significado com o braço, por exemplo, houve aumento da ativação neural em suas mãos e músculos associados aos mesmos movimentos, o que sugeriu uma resposta de neurônios-espelho nas áreas motoras do cérebro dos voluntários. Pesquisa mais aprofundada utilizando diferentes medidas externas de atividade cortical, como o eletroencefalograma, também deu suporte à existência de um sistema de neurônios-espelho em humanos. No entanto, como nenhuma das tecnologias usadas nos permitiu identificar as áreas exatas do cérebro ativadas quando os voluntários observaram atos motores, resolvemos explorar essa questão com o auxílio de técnicas de imageamento cerebral.

Nesses experimentos, realizados no Hospital San Raffaele, em Milão, recorremos à tomografia por emissão de pósitrons (PET, na sigla em inglês) para monitorar a atividade neuronal no cérebro de voluntários humanos enquanto eles observavam ações diversas de preensão e então, para utilização como controle, olhavam para objetos estacionários. Nessas situações, ver ações realizadas por outros ativava três áreas principais do córtex cerebral: o sulco superior temporal, região com neurônios que respondem a observações de membros em movimento; o lobo parietal inferior e o giro inferior frontal - que correspondem, respectivamente, ao lobo parietal inferior e ao córtex pré-motor ventral dos macacos, incluindo os F5. Essas áreas eram equivalentes àquelas onde havíamos encontrado antes os neurônios-espelho.

Esses resultados estimulantes sugeriam também um mecanismo de reflexo em funcionamento no cérebro humano, mas não explicavam completamente sua amplitude. Se os neurônios-espelho permitem que um ato observado seja compreendido pela pura experiência, por exemplo, até que ponto o objetivo último do ato é também um componente dessa "compreensão".

  • De propósito

Voltando ao exemplo de João e Maria, dissemos que João sabe não só que Maria está pegando a flor como que ela planeja lhe dar a flor. Seu sorriso forneceu uma pista contextual para sua intenção e, nessa situação, o conhecimento de João do objetivo de Maria é fundamental para que ele entenda a ação dela, porque dar a flor é a conclusão dos movimentos que constituem seu ato.

Quando realizamos uma ação como essa, na realidade estamos desenvolvendo uma série de atos motores conectados, cuja seqüência é determinada por nossa intenção: uma série de movimentos pega a flor e a traz para o nariz de alguém para que seja cheirada, mas é um conjunto parcialmente diferente de movimentos que faz pegar a flor e a entregar a outra pessoa. Assim, nosso grupo procurou descobrir se os neurônios-espelho proporcionam ou não um entendimento da intenção por meio da distinção entre atos similares com diferentes objetivos.

Para tanto, retornamos a nossos macacos para gravar seus neurônios parietais sob condições variadas. Em um grupo de experimentos, a tarefa de um macaco era pegar um pedaço de comida e levá-lo à boca. Depois, fazíamos o animal pegar o mesmo item e colocá-lo em um recipiente. Descobrimos que a maior parte dos neurônios monitorados descarregaram de modo diferente durante o ato de pegar a comida, dependendo do objetivo do movimento. Essa evidência ilustrou a organização do sistema motor em cadeias que codificam a intenção específica do movimento. Então cogitamos se esse mecanismo explica como entendemos as intenções de outros.

Testamos as propriedades de espelho nos mesmos neurônios responsáveis pela preensão fazendo um macaco observar um pesquisador realizando as tarefas que ele mesmo, macaco, havia feito antes. Em cada etapa, a maioria dos neurônios-espelho foi ativada de maneira diferente, dependendo de se o cientista colocava a comida na boca ou no recipiente. Os padrões de desencadeamento no cérebro do macaco eram similares àqueles observados quando ele mesmo realizou as ações - neurônios-espelho que descarregaram mais intensamente durante a tarefa de pega s descarregaram de modo diferente durante o ato de pegar a comida, dependendo do objetivo do movimento. Essa evidência ilustrou a organização do sistema motor em cadeias que codificam a intenção específica do movimento. Então cogitamos se esse mecanismo explica como entendemos as intenções de outros.

Testamos as propriedades de espelho nos mesmos neurônios responsáveis pela preensão fazendo um macaco observar um pesquisador realizando as tarefas que ele mesmo, macaco, havia feito antes. Em cada etapa, a maioria dos neurônios-espelho foi ativada de maneira diferente, dependendo de se o cientista colocava a comida na boca ou no recipiente. Os padrões de desencadeamento no cérebro do macaco eram similares àqueles observados quando ele mesmo realizou as ações - neurônios-espelho que descarregaram mais intensamente durante a tarefa de pegar para comer que durante pegar para transferir fizeram a mesma coisa quando o animal observava alguém realizar a ação correspondente.

Portanto, um forte laço parece existir entre a organização motora de ações intencionais e a capacidade de entender as intenções de outros. Quando os macacos observaram uma ação em um contexto particular, ver apenas a primeira parte de um movimento completo ativou os neurônios-espelho, formando uma cadeia motora que também codificava uma intenção específica. A cadeia ativada durante sua observação do começo da ação dependia de uma variedade de fatores, como a natureza do objeto envolvido, o contexto e a memória do que o agente observador havia feito antes.

Para checar a existência de um mecanismo similar para perceber intenções em humanos, nós nos associamos a Marco Iacoboni e seus colegas na Universidade da Califórnia em Los Angeles para mais experimentos com voluntários, desta vez utilizando o imageamento em ressonância magnética funcional (fMRI). Os participantes desses testes foram submetidos a três tipos de estímulos, todos contidos em videoclipes. O primeiro conjunto de imagens mostrou uma mão pegando uma xícara, com fundo branco, usando dois tipos de pegada diferente. O segundo consistiu em duas cenas contendo objetos como pratos e facas, arranjados como se estivessem prontos para que alguém tomasse o chá da tarde e como se tivessem sido deixados, depois do lanche, prontos para ser lavados. O terceiro conjunto de estímulos mostrava uma mão pegando uma xícara em um desses dois contextos.

Queríamos estabelecer se os neurônios-espelho humanos eram capazes de distinguir entre pegar uma xícara para beber, como sugeria o primeiro contexto, e pegá-la para levar embora, como insinuava o segundo. Nossos resultados demonstram que eles não apenas distinguem como respondem intensamente ao componente intencional de um ato. Os participantes do teste que observaram os atos motores da mão nos contextos de "beber" ou "lavar" mostraram ativação diferente de seu sistema de neurônios-espelho. A atividade desses neurônios foi mais intensa nessas duas situações que quando eles observavam a mão pegando a xícara sem nenhum contexto ou quando apenas olhavam a disposição da mesa.

Dado que humanos e macacos são espécies sociais, não é difícil ver a vantagem potencial de sobrevivência de um mecanismo baseado nos neurônios-espelho que fecha atos motores básicos dentro de uma rede semântica motora maior, permitindo a compreensão direta e imediata do comportamento de outros sem um maquinário cognitivo complexo. Na vida social, o entendimento das emoções de outros é igualmente importante. De fato, a emoção é freqüentemente um elemento-chave contextual que sinaliza a intenção de uma ação. É por isso que nós e outros pesquisadores também tentamos responder se o sistema-espelho nos permite entender o que os outros sentem além do que eles próprios fazem.

  • Conectar e Crescer

Como com as ações, os humanos provavelmente entendem emoções de mais de uma maneira. A observação de outra pessoa sentindo emoção desencadeia uma elaboração cognitiva daquela informação sensorial, o que por fim leva a uma conclusão lógica sobre o que o outro está sentindo. Isso também pode, no entanto, resultar no mapeamento daquela informação sensorial nas estruturas motoras que produziriam a experiência daquela emoção no observador. Ambos os meios de reconhecer emoções seriam profundamente diferentes: com o primeiro, o observador deduz a emoção, mas não a sente; com o segundo, o reconhecimento é primordial, pois o mecanismo espelho cria o mesmo estado emocional no observador. Assim, quando as pessoas dizem "eu sei o que você está sentindo" para mostrar compreensão e empatia, elas podem não se dar conta de como a frase pode ser literalmente verdadeira.

Um exemplo paradigmático é a emoção do nojo, uma reação básica, cuja expressão tem importante valor para a sobrevivência de membros da espécie. Em sua forma mais primitiva, o nojo indica que algo que a pessoa come ou cheira é ruim e, muito provavelmente, perigoso. Uma vez mais graças ao fMRI, fizemos colaborações com neurocientistas franceses para mostrar que experimentar uma náusea como resultado de inalar substâncias ruins e testemunhar o nojo no rosto de outra pessoa ativam a mesma estrutura neural - a ínsula anterior - nas mesmas regiões. Esses resultados indicam que as populações de neurônios-espelho na ínsula tornam-se ativas tanto quando os participantes do teste sentem a emoção como quando a vêem expressa por outros. Em outras palavras, o observador e o observado compartilham um mecanismo neural que permite a existência de uma forma de compreensão empírica direta.

Tania Singer e seus colegas da Univerrsity College de Londres descobriram correspondências similares entre as emoções sentidas e as observadas no contexto da dor. Nesse experimento, os participantes sentiam a dor produzida por eletrodos colocados em suas mãos e então observavam os eletrodos serem colocados nas mãos de um parceiro de teste, seguidos de um sinal para estímulo dolorido. Ambas as situações ativaram as mesmas regiões na ínsula anterior e no córtex cingulado anterior nos participantes.

Vistos em conjunto, esses dados sugerem fortemente que os humanos compreendem emoções, ou pelo menos emoções negativas poderosas, por meio de um mecanismo direto de mapeamento, envolvendo partes do cérebro que geram respostas motoras viscerais. Um mecanismo-espelho como esse para entender as emoções não explica completamente tudo na cognição social, mas fornece pela

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