O cérebro dividido revisitado


Nossas habilidades humanas únicas podem ser produzidas por redes neurais minúsculas - e ainda assim nosso cérebro cria a sensacão de que somos integrados e unificados. Como isso é possível?

Revista Scientific American - por Michael S. Gazzaniga

Coneitos-chave

- Quando os hemisférios esquerdo e direito do cérebro não se comunicam, as informações visuais deixam de transitar entre os dois lados. O direito registra a imagem e pode mobilizar uma resposta não verbal a ela, mas é incapaz de falar sobre o que vê; e a mesma coisa ocorre com o tato, olfato e audição.
- Lesões no hemisfério esquerdo são mais prejudiciais à linguagem, mas há uma enorme plasticidade neste caso, além de variação individual.
- Enquanto pesquisadores se empenharam em decifrar como o cérebro atinge seus objetivos e como é organizado, a lateralização, evidenciada por estudos sobre a secção cerebral, levou ao chamado modelo modular.
- Evidências sugerem que em cérebros divididos o hemisfério esquerdo tem experiência consciente diferente do direito.

Há quase 40 anos, escrevi um artigo para a Scientific American sobre estudos inovadores a respeito do cérebro. Três pacientes que sofriam de epilepsia haviam se submetido à cirurgia de secção do corpo caloso - a supervia de neurônios que conecta as duas metades do cérebro. Roger W. Sperry, Joseph E. Bogen, P. J. Vogel e eu pudemos observar o que acontece quando os hemisférios esquerdo e direito são incapazes de se comunicar.

Tornou-se evidente que as informações visuais deixam de transitar entre os dois lados. Quando projetamos uma imagem no campo visual direito - ou seja, para o hemisfério esquerdo, onde as informações do campo direito são processadas - os pacientes conseguem descrever o que vêem. Entretanto, quando a mesma imagem é apresentada ao campo visual esquerdo, eles afirmam não ver coisa alguma. Mas se pedimos que apontem para um objeto similar ao projetado, conseguem fazê-lo sem problemas. O hemisfério direito vê a imagem e, apesar de poder mobilizar uma resposta não-verbal, é incapaz de falar sobre o que vê.

O mesmo acontece com o tato, o olfato e a audição. Além disso, cada metade do cérebro é capaz de controlar os músculos superiores de ambos os braços, porém os músculos responsáveis pelo movimento das mãos são orquestrados apenas pelo hemisfério contralateral. Em outras palavras: o hemisfério direito consegue controlar apenas a mão esquerda, e o esquerdo, a direita. No final, descobrimos que os dois hemisférios controlam aspectos muito diferentes do pensamento e da ação. Cada metade tem sua especialização e, portanto, suas próprias limitações e vantagens. A esquerda é dominante no controle da fala e da linguagem; a direita sobressai em tarefas visuomotoras.

Nas décadas seguintes, a pesquisa sobre a secção do cérebro continuou. Aprendemos mais a respeito das diferenças entre os hemisférios, e conseguimos compreender como se comunicam uma vez separados. Fizemos descobertas sobre a linguagem, os mecanismos da percepção e atenção e a organização cerebral, bem como o sítio potencial de memórias falsas. O mais fascinante é que ampliamos nossa compreensão sobre consciência e evolução. Os estudos originais sobre a secção do cérebro levantaram muitas questões interessantes, incluindo algumas a respeito da capacidade das metades distintas de "conversarem" entre si e sobre o papel desta comunicação no pensamento e na ação. Existem diversas pontes de neurônios, denominadas comissuras, que conectam os hemisférios; o corpo caloso é a maior delas e aquela normalmente seccionada durante cirurgias para epilepsia. Mas, e as muitas outras comissuras menores?

Esta questão foi abordada com estudos sobre o sistema atencional. A atenção envolve diversas estruturas no córtex e no sub-córtex - a porção mais antiga e primitiva de nosso cérebro. Na década de 80, Jeffrey D. Holtzman, da Cornell University Medical College, descobriu que cada hemisfério é capaz de direcionar a atenção espacial não somente para a sua própria esfera sensorial, mas também para certos pontos na esfera sensorial do hemisfério oposto desconectado. Isso sugere que o sistema atencional seja comum aos dois hemisférios - pelo menos no que diz respeito às informações espaciais - e ainda consegue operar através de algumas conexões inter-hemisféricas remanescentes.

O trabalho de Holtzman foi particularmente fascinante por levantar a possibilidade da existência de "recursos" atencionais finitos. Ele postulou que alguns tipos de tarefas utilizam certos recursos cerebrais; quanto mais complexa a tarefa, mais desses recursos são necessários - e maior é a necessidade desta metade do cérebro de solicitar o auxílio do subcórtex ou do outro hemisfério. Em 1982, Holtzman mais uma vez abriu novos caminhos, descobrindo que, de fato, quanto mais arduamente uma metade do cérebro dividido trabalhasse, mais difícil se tornaria para a outra metade realizar outra tarefa simultaneamente.

Steve J. Luck, da University of Iowa, Steven A. Hillyard e colegas da University of California em San Diego e G. Ronald Mangun, atualmente na Duke University School of Medicine, estudaram o que acontece quando uma pessoa examina um campo visual em busca de um padrão ou de um objeto. Descobriram que pacientes com o cérebro dividido apresentam desempenho superior em algumas tarefas de busca visual. Aparentemente, o cérebro intacto inibe os mecanismos de busca que cada um dos hemisférios naturalmente possui.

O hemisfério esquerdo, em particular, pode exercer um forte controle sobre esse tipo de tarefa. Alan Kingstone, da >University of British Columbia, descobriu que o lado esquerdo apresenta estratégias de busca "inteligentes", ao contrário do cérebro direito. Em testes nos quais um indivíduo pode deduzir como procurar de forma eficiente um elemento diferente entre uma série de itens similares, o hemisfério esquerdo tem desempenho superior. Assim, aparentemente, o hemisfério esquerdo, mais competente, é capaz de seqüestrar o sistema atencional intacto.

Apesar de este e de outros estudos sugerirem que os hemisférios divididos mantêm alguma comunicação entre si, outras aparentes conexões inter-hemisféricas provaram ser ilusórias. Realizei uma experiência em conjunto com Kingstone que quase nos conduziu a conclusões errôneas. Mostramos duas palavras para um paciente e então pedimos que desenhasse o que havia visto. A palavra "arco" foi mostrada para um dos hemisférios, e a palavra "flecha" para o outro. Para nossa surpresa, o paciente desenhou um arco-e-flecha! Achamos que houvesse integrado as informações internamente em um hemisfério, que então guiara a resposta desenhada. Estávamos enganados. A integração ocorrera no papel, e não no cérebro. Um dos hemisférios havia desenhado seu item - o arco - e então o outro havia assumido o controle da mão, desenhando seu estímulo - a flecha. Descobrimos isso ao usar pares de palavras cuja integração era menos imediata, como "céu" e "arranha". O paciente não fez um edifício, mas desenhou o céu sobre uma raspadeira (em inglês, "arranha" é scraper, ou raspadeira).

Além de auxiliar os neurocientistas na determinação dos sistemas que continuam funcionais e daqueles que são seccionados junto com o corpo caloso, os estudos da comunicação entre os hemisférios levaram a uma importante descoberta sobre as limitações de pesquisas em animais. Durante muitos anos, neurocientistas examinaram o cérebro de macacos e de outros animais, pois acreditava-se que o cérebro deles apresentasse organização e função muito similares, se não idênticas, às nossas.

Essa conjectura pode ser falsa. Apesar de algumas estruturas e funções serem notavelmente similares, existem também muitas diferenças. Por exemplo: quando a comissura anterior, pequena estrutura que se localiza um pouco abaixo do corpo caloso, fica intacta no cérebro dividido, os macacos mantêm a capacidade de transferir informações visuais de um hemisfério para o outro. As pessoas, no entanto, não transferem informações visuais. A mesma estrutura desempenha, portanto, diferentes funções em diferentes espécies.

Mesmo a extrapolação entre seres humanos pode ser perigosa. Uma de nossas primeiras descobertas foi a de que o hemisfério esquerdo processa livremente a linguagem e falar sobre suas experiências. Apesar de não ser tão livre, o direito processa a linguagem até certo ponto. Entre outras habilidades, associa palavras a imagens, soletra e rima, além de separar objetos em categorias. Apesar de nunca termos descoberto nenhuma habilidade para realizar sintaxes sofisticadas naquela metade do cérebro, achávamos que esse conhecimento léxico fosse bastante extenso.

Nossos três casos provaram ser exceções. O hemisfério direito da maioria das pessoas não consegue lidar sequer com os rudimentos mais básicos da linguagem. Isso é consistente com outros dados neurológicos, particularmente aqueles referentes a vítimas de acidentes vasculares cerebrais. Lesões no hemisfério esquerdo são muito mais prejudiciais à função da linguagem que no direito. Todavia, existe grande plasticidade e variação individual. Um paciente, J. W., desenvolveu a capacidade de falar a partir do hemisfério direito - 13 anos após ter se submetido à cirurgia, e consegue às vezes verbalizar informações apresentadas tanto à metade esquerda quanto à metade direita de seu cérebro.

Kathleen B. Baynes, da University of California em Davis, relata outro caso único. Uma paciente canhota falou a partir de seu cérebro esquerdo após uma cirurgia de secção do cérebro - uma descoberta não tão surpreendente por si só. Entretanto, a paciente era capaz de escrever apenas a partir do hemisfério direito, em geral incapaz de falar. Essa dissociação confirma a idéia de que a capacidade de escrita não precisa estar necessariamente associada à capacidade de representação fonológica, ou seja, parece ser um sistema independente, uma invenção da espécie humana, e não precisa fazer parte do sistema de linguagem verbal hereditário.

  • Módulos cerebrais

Apesar de numerosas exceções, a maior parte das pesquisas sobre a secção do cérebro revelou um nível enorme de lateralização, ou seja, de especialização em cada hemisfério. Enquanto os pesquisadores se empenhavam em compreender como o cérebro atinge seus objetivos e como é organizado, a lateralização revelada pelos estudos sobre a secção do cérebro levou ao chamado modelo modular. Pesquisas nas áreas da ciência cognitiva, inteligência artificial, psicologia evolutiva e neurociência nos direcionaram para a idéia de que o cérebro e a mente são constituídos de unidades discretas, ou módulos. Tais módulos realizam funções específicas, trabalhando em conjunto para suprir as necessidades de processamento de informações da mente.

Nesse sistema, o hemisfério esquerdo mostrou-se bastante dominante em relação a atividades cognitivas importantes, tais como a solução de problemas aparentemente não afetados pela secção do cérebro. É como se o hemisfério esquerdo não precisasse do vasto poder computacional da outra metade para desenvolver atividades complexas. Por outro lado, o hemisfério direito apresenta deficiências graves na solução de problemas complicados.

Joseph E. LeDoux, da New York University, e eu descobrimos esta habilidade do lado esquerdo do cérebro há quase 25 anos. Queríamos saber como esse hemisfério responde aos comportamentos produzidos pelo silencioso direito. Apresentamos a cada hemisfério uma imagem relacionada a uma de quatro imagens posicionadas na frente do paciente com cérebro dividiido. Ambos os hemisférios selecionaram a imagem correta com facilidade. A mão esquerda apontou para a escolha do hemisfério direito, e a direita, para a escolha do esquerdo. Perguntamos então ao hemisfério esquerdo, o único capaz de falar, por que a mão esquerda apontava para o objeto. atilde;o precisasse do vasto poder computacional da outra metade para desenvolver atividades complexas. Por outro lado, o hemisfério direito apresenta deficiências graves na solução de problemas complicados.

Joseph E. LeDoux, da New York University, e eu descobrimos esta habilidade do lado esquerdo do cérebro há quase 25 anos. Queríamos saber como esse hemisfério responde aos comportamentos produzidos pelo silencioso direito. Apresentamos a cada hemisfério uma imagem relacionada a uma de quatro imagens posicionadas na frente do paciente com cérebro dividiido. Ambos os hemisférios selecionaram a imagem correta com facilidade. A mão esquerda apontou para a escolha do hemisfério direito, e a direita, para a escolha do esquerdo. Perguntamos então ao hemisfério esquerdo, o único capaz de falar, por que a mão esquerda apontava para o objeto. Ele não sabia, pois a decisão havia sido tomada no hemisfério direito. No entanto, rapidamente criou uma explicação. Chamamos este talento narrativo criativo de mecanismo de interpretação.

Esta fascinante habilidade vem sendo estudada a fim de determinar como a interpretação do hemisfério esquerdo afeta a memória. Elizabeth A. Phelps, atualmente na New York University,Janet Metcalfe, da Columbia University, e Margaret Funnell, do Dartmouth College, descobriram que os dois hemisférios diferem no processamento de novos dados. Quando apresentadas a novas informações, as pessoas geralmente se lembram de muito do que vivenciaram. Quando questionadas, geralmente afirmam lembrar-se de coisas que não fizeram realmente parte da experiência. Quando pacientes que sofreram secção do cérebro são submetidos a testes como esse, o hemisfério esquerdo gera muitos relatórios falsos. Já o direito fornece um relato muito mais verídico.

Essa descoberta pode auxiliar a determinar onde e como as memórias falsas se desenvolvem. Existem diversas hipóteses sobre quando, no ciclo de processamento das informações, essas memórias são formuladas. Alguns pesquisadores sugerem que seja no início; que relatos errôneos sejam codificados no momento em que se dá o evento. Outros acreditam que a memória falsa seja um reflexo de um erro na reconstrução de experiências passadas.

O hemisfério esquerdo exibe certas características que apóiam esta última visão. A especialidade do intérprete do hemisfério esquerdo é desenvolver esquemas como esse. Em seguida, Funnell descobriu que o hemisfério esquerdo possui a capacidade de determinar a fonte de uma memória, com base no contexto ou nos eventos circundantes. O hemisfério esquerdo coloca as experiências em um contexto maior, enquanto o direito lida com os aspectos intuitivos do estímulo.

O mecanismo de interpretação do hemisfério esquerdo pode estar sempre trabalhando, procurando o significado dos acontecimentos. Ele busca constantemente a ordem e a razão, mesmo quando elas não existem - o que faz com que continuamente crie erros. Ele tende a generalizar em excesso, freqüentemente construindo um passado potencial, em vez de um passado verdadeiro.

  • A perspectiva evolutiva

Os estudos de George L. Wolford, do Dartmouth, contribuíram para reforçar esta hipótese. Em um teste simples, em que é preciso adivinhar se uma luz aparecerá na parte superior ou inferior de uma tela de computador, as pessoas são criativas. O estímulo é manipulado de modo que a luz apareça na parte superior da tela 80% das vezes, mas em seqüência aleatória. Apesar de logo ficar evidente que o botão superior se ilumina mais vezes, as pessoas invariavelmente tentam determinar um padrão ou seqüência - e realmente acreditam que são capazes de fazê-lo. Adotando esta estratégia, acertam apenas 68% das vezes. Se apertassem sempre o botão superior, acertariam 80% das vezes.

Ratos e outros animais apresentam maior propensão a "aprender a maximizar", apertando apenas o botão superior. O hemisfério direito age da mesma maneira: não tenta interpretar a experiência e descobrir um significado mais profundo. Vive apenas no presente - acertando 80% das vezes. O esquerdo, entretanto, quando questionado por que tenta desvendar a seqüência completa, sempre cria uma teoria, não importa quão descabida seja.

A teoria da evolução pode explicar melhor esse fenômeno narrativo. O cérebro humano, como qualquer cérebro, é uma coleção de adaptações neurológicas estabelecidas através da seleção natural. Cada uma dessas adaptações tem sua própria representação - isto é, podem ser lateralizadas para redes ou regiões específicas no cérebro. No reino animal, no entanto, as capacidades geralmente não são lateralizadas. Pelo contrário, tendem a ser encontradas em ambos os hemisférios, em níveis mais ou menos iguais. Apesar de os macacos apresentarem alguns sinais de especialização lateral, estes são raros e inconsistentes.

Por isso, a lateralização vista no cérebro humano aparentava ser uma conquista evolutiva - mecanismos ou habilidades criados em apenas um dos hemisférios. Recentemente topamos com uma incrível dissociação hemisférica que nos força a especular que alguns fenômenos lateralizados podem surgir da perda de uma habilidade em um hemisfério, e não de um ganho. No que deve ter sido uma feroz competição por espaço cortical, o cérebro do primata em evolução teria sofrido grande pressão para adquirir novas faculdades, sem perder as antigas - e a lateralização pode ter sido sua salvação. Uma vez que os dois hemisférios estão conectados, um "jeitinho" para um ajuste com uma região cortical homóloga poderia criar uma nova função, sem perdas para o animal, já que o outro lado permaneceria inalterado.

Paul M. Corballis e Robert Fendrich, do Dartmouth, Robert M. Shapley, da New York University, e eu estudamos a percepção daquilo que chamamos de contornos ilusórios em vários pacientes com cérebro dividido. Trabalhos anteriores haviam sugerido que a visualização dos conhecidos contornos ilusórios estudados pelo falecido Caetano Kanizsa, da Universidade de Trieste, fosse especialidade do hemisfério direito. Nossos exprimentos revelaram que não. Descobrimos que ambos os hemisférios podiam perceber contornos ilusórios, mas que o hemisfério direito era capaz de perceber certos agrupamentos perceptuais que o esquerdo não conseguia. Assim, enquanto os dois hemisférios de uma pessoa com o cérebro dividido conseguem julgar se os retângulos ilusórios sã

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