Um retrato neuronal da mente humana

A pioneira de imagem cerebral Nancy Kanwisher, que utiliza a ressonância magnética para ver a atividade nas regiões do cérebro (com frequência as suas), partilha o que ela e os seus colegas aprenderam: O cérebro é feito quer de componentes altamente especializados quer de "mecanismos" multifunções. Outra surpresa: Há ainda tanto para aprender.

Hoje quero falar-vos

de um projeto desenvolvido

por cientistas de todo o mundo

para pintar um retrato neuronal
da mente humana.

A ideia central deste trabalho

é que a mente e o cérebro humanos

não são um processador único
e de múltiplas funções

mas uma coleção de componentes
altamente especializados,

cada um solucionando um problema
específico diferente

mas, ainda assim, constituindo em conjunto

quem somos, enquanto seres humanos
e pensadores.

Para vos dar uma ideia,

imaginem o seguinte cenário:

Vamos até à creche dos nossos filhos.

Como de costume, está lá
uma dúzia de miúdos

à espera de que alguém os vá buscar.

Mas desta vez,

os rostos das crianças parecem
estranhamente semelhantes

e não conseguimos distinguir
qual é o nosso filho.

Precisamos de óculos novos?

Estamos a perder o juízo?

Fazemos uma verificação mental rápida.

Não, parece que estamos
a pensar com clareza

e a nossa visão está perfeita.

Tudo parece normal

exceto o rosto das crianças.

Podemos ver os rostos,

mas não conseguimos distingui-los

e nenhum parece familiar.

Só localizando uma fita de cabelo
cor de laranja

conseguimos encontrar a nossa filha.

Esta súbita perda da capacidade
de reconhecer rostos

acontece mesmo às pessoas.

Chama-se prosopagnosia

e resulta de danos numa zona
especial do cérebro.

O que tem de impressionante

é que só afeta o reconhecimento do rosto.

De resto está tudo bem.

A prosopagnosia é um de muitos
problemas mentais específicos

que podem ocorrer após danos cerebrais.

O conjunto dessas síndromes
têm sugerido desde há muito

que a mente está dividida
em componentes distintos.

Mas o esforço para descobrir
estes componentes

acelerou a toda velocidade

com a invenção da tecnologia
de imagem cerebral,

em especial a ressonância magnética.

A ressonância magnética
permite-nos ver a anatomia interna

com alta resolução.

Vou já mostrar-vos

uma série de imagens de
ressonâncias transversais

através de um objeto familiar.

Vamos voar através delas e vão tentar
adivinhar de que objeto se trata.

Aqui vai.

Não é muito fácil.
É uma alcachofra.

Bem, vamos tentar outro,

começando em baixo
e avançando para o topo.

Audiência: Brócolos!

Brócolos! É uma cabeça de brócolos.
Não é bonito? Adoro esta.

Bem, aqui está outro.

É um cérebro, claro.
De facto, é o meu cérebro.

Estamos a visualizar
fatias da minha cabeça.

É o meu nariz à direita

e agora estamos exatamente aqui.

Esta imagem é bonita, modéstia à parte,

(Risos)

mas só mostra a anatomia.

O grande avanço na imagem funcional
ocorreu quando os cientistas perceberam

como fazer imagens que mostram
a atividade além da anatomia,

ou seja, onde os neurónios
estão em atividade.

Eis como funciona:

Os cérebros são como músculos.

Quando se tornam ativos

precisam de maior fluxo sanguíneo
para alimentar a atividade.

Felizmente para nós, o controlo
do fluxo sanguíneo para o cérebro é local.

Por isso se um grupo de neurónios,
por aqui,

se torna ativo e começa a disparar,

o fluxo sanguíneo aumenta apenas aqui.

A ressonância magnética funcional
usa esse aumento no fluxo sanguíneo,

produzindo uma maior resposta

onde a atividade neuronal é mais intensa.

Para vos dar uma ideia precisa

de uma ressonância
magnética funcional

e o que podemos ou não aprender com ela

deixem-me descrever um dos
primeiros estudos que fiz.

Queríamos saber se existia uma parte
do cérebro para reconhecer rostos.

Já tínhamos razões para acreditar que sim

baseados no fenómeno da prosopagnosia,

que descrevi há momentos.

Mas nunca se tinha visto essa parte
do cérebro numa pessoa normal.

Fomos à procura.

Eu fui o primeiro sujeito.

Entrei no "scanner", deitei-me de costas.

mantive a cabeça tão quieta
quanto possível

olhando para imagens de rostos como estas

e de objetos como estes.

Rostos e objetos durante horas.

Estando eu muito perto do recorde mundial
de horas passadas dentro de um "scanner",

posso dizer-vos que uma das capacidades
realmente importantes

na pesquisa sobre ressonâncias

é o controlo da bexiga.

(Risos)

Quando saí do "scanner"

fiz uma rápida análise dos dados,

procurando as zonas do meu cérebro

que tinham uma maior resposta
quando olhava para rostos

do que quando olhava para objetos.

Eis o que eu vi:

Esta imagem parece horrível
pelos padrões atuais

mas, na altura, achei-a maravilhosa.

O que mostra é esta região aqui,

esta pequena bolha,

do tamanho de uma azeitona,

que está na superfície
inferior do meu cérebro

a cerca de dois centímetros deste ponto.

O que essa zona do meu cérebro
estava a fazer

era produzir uma resposta
de ressonância mais alta,

ou seja, uma maior atividade neuronal,
quando estava a olhar para rostos

do que quando estava a olhar para objetos.

É muito fixe.

Mas como sabemos que isto não é um acaso?

A forma mais fácil
é repetir a experiência.

Voltei ao "scanner",

olhei para mais rostos e objetos

e obtive uma bolha semelhante.

Voltei a fazê-lo.

uma e outra vez,

e a certa altura

decidi acreditar que era real.

No entanto, talvez fosse algo
estranho no meu cérebro

e mais ninguém tivesse uma destas coisas.

Para ter a certeza,
usámos muitas outras pessoas

e descobrimos que
praticamente toda a gente

tem essa pequena zona
de processamento de rostos

numa zona idêntica do cérebro.

A questão seguinte era:

o que é que isto realmente faz?

Está mesmo especializada
no reconhecimento de rostos?

Talvez não, certo?

Talvez não responda apenas a rostos

mas a qualquer parte do corpo.

Talvez responda a qualquer coisa humana

ou que esteja viva,

ou que seja redonda.

A única forma de ter a certeza

de que aquela região é especializada
no reconhecimento de rostos

é eliminar todas estas hipóteses.

Passámos grande parte dos anos seguintes

a fazer "scan" a pessoas enquanto olhavam
para vários tipos de imagens,

e mostrámos que essa parte do cérebro

responde de forma mais
intensa quando olhamos

para qualquer imagem de rostos
de qualquer tipo,

e responde muito menos

a qualquer imagem que não seja um rosto,

como algumas destas.

Será que confirmámos finalmente

que esta região é necessária
para o reconhecimento de rostos?

Não, não o fizemos.

As imagens do cérebro
nunca podem confirmar

se uma região é necessária a algo.

Tudo o que podemos fazer com as imagens
é ver as regiões a ativar e a desativar

consoante os pensamentos das pessoas.

Para sabermos se uma parte do cérebro
é necessária para uma função mental

temos que mexer nela e ver o que acontece.

Normalmente não conseguimos fazê-lo.

Recentemente, surgiu uma
oportunidade fantástica

quando alguns colegas meus

fizeram testes a um homem com epilepsia

e que vemos aqui na sua cama no hospital.

Tínhamos acabado de colocar os elétrodos
na superfície do seu cérebro

para identificarmos a origem
das suas convulsões.

Num golpe de sorte,

dois dos elétrodos

estavam mesmo por cima da área facial.

Com o consentimento deste paciente,

os médicos perguntaram-lhe o que acontecia

quando estimulavam eletricamente
essa parte do cérebro.

O paciente não sabe
onde estão os elétrodos

e nunca ouviu falar da área facial.

Vamos ver o que acontece.

Começa com uma condição de controlo

com a palavra "Sham" quase invisível

a vermelho, no canto inferior esquerdo,

quando não há estimulação.

Primeiro, ouvirão o neurologista falar
ao paciente. Vamos ver.

(Vídeo) Neurologista:
"Olhe para o meu rosto

"e diga-me o que acontece
quando faço isto.

"Está bem?"

Paciente: "Ok".

Neurologista: "Um, dois, três".

Paciente: "Nada".

Neurologista: "Nada? Ok.

"Vou tentar mais uma vez.

"Olhe para o meu rosto.

"Um, dois, três."

Paciente: "Você transformou-se
noutra pessoa.

"O seu rosto metamorfoseou-se.

"O seu nariz ficou deformado
e virado para a esquerda.

"Quase parecia alguém
que eu já tinha visto,

"mas diferente.

"Foi uma alucinação."

(Risos)

Esta experiência...

(Aplausos)

Esta experiência confirma, finalmente,

que esta região do cérebro

não se limita a responder
seletivamente a rostos

mas está causalmente envolvida
na perceção facial.

Apresentei todos estes pormenores
sobre a região facial

para vos mostrar
o que é necessário

para confirmar que uma parte do cérebro
está seletivamente envolvida

num processo mental específico.

A seguir vou mostrar de forma rápida

algumas das outras zonas
especializadas do cérebro

que eu e outros encontrámos.

Para fazer isto, passei bastante tempo
no "scanner", no mês passado

para poder mostrar-vos estas
coisas no meu cérebro.

Vamos começar.
Aqui está o meu hemisfério direito.

Estamos orientados assim.
Vemos a minha cabeça deste lado.

Imaginem tirar o crânio

e olhar deste modo para
a superfície do cérebro.

Como podem ver a superfície
do cérebro é muito enrugada.

Isso não é bom.
Algo se poderia esconder.

Queremos ver tudo,

por isso vamos insuflá-lo para ver tudo.

Vamos encontrar a área facial
de que tenho estado a falar,

que responde a imagens como estas.

Para ver isso, vamos virar o cérebro

e ver a superfície interior inferior.

Aí está ela, é a minha área facial.

Logo à direita está outra zona

apresentada em roxo,

que responde quando processamos
informação de cor.

Perto dessas regiões estão outras

envolvidas na perceção de lugares,

como estou agora a ver esta disposição
espacial à minha volta.

Estas zonas a verde

estão muito ativas.

Há outra zona na superfície exterior

em que existem mais duas regiões faciais.

Nesta zona existe também uma região

seletivamente envolvida

no processamento de movimento visual,

como estes pontos em movimento.

Isto está a amarelo na base do cérebro.

Perto há uma região que responde

quando olhamos para imagens de corpos
e de partes de corpos como estas,

mostradas aqui a verde claro

na base do cérebro.

Todas as regiões que mostrei até agora

estão envolvidas em aspetos específicos
da perceção visual.

Será que temos zonas
cerebrais especializadas

para outros sentidos, como a audição?

Sim, temos.

Se virarmos o cérebro um pouco mais

vemos esta zona a azul escuro

que identificámos há poucos meses,

Esta região responde fortemente

quando ouvimos sons com
frequência definida, como estes:

(Sirenes)

(Música de violoncelo)

(Campainha de porta)

Em contraste, essa mesma zona
não responde fortemente

quando ouvimos sons
perfeitamente familiares

que não têm uma frequência definida,
como estes:

(Mastigação)

(Rufar de tambores)

(Descarga de autoclismo)

Próxima da região da frequência

está uma série de regiões
que respondem seletivamente

quando ouvimos o som da fala.

Vamos ver estas regiões.

No meu hemisfério esquerdo
há um arranjo semelhante

— não idêntico, mas semelhante —

onde encontramos as mesmas regiões,

embora por vezes com tamanhos diferentes.

Tudo o que mostrei até agora

foram regiões envolvidas
em diferentes aspetos

da perceção, da visão e da audição.

Será que temos zonas
cerebrais especializadas

em processos mentais realmente
complicados e especiais?

Sim, temos.

Aqui, a rosa, estão as minhas
regiões da linguagem.

É sabido há muito tempo que esta
vizinhança geral do cérebro

está envolvida
no processamento da linguagem,

mas só muito recentemente demonstrámos

que estas zonas a rosa

respondem de forma extremamente seletiva.

Respondem quando entendemos
o significado de uma frase,

mas não quando fazemos outras
coisas mentais complexas,

como o cálculo mental

ou o armazenamento de informação

ou ao apreciar a estrutura complexa

de um peça musical.

A zona mais fantástica descoberta

é esta aqui em turquesa.

Esta região responde

quando pensamos no que outra
pessoa estará a pensar.

Pode parecer tolice

mas, na verdade, nós, os humanos,
fazemos isto constantemente.

Fazemos isto quando percebemos
que o nosso companheiro

vai ficar preocupado
se não ligarmos para casa

a avisar que chegaremos tarde.

Neste momento, estou a fazer isso
com essa região do meu cérebro,

quando percebo que vocês

estão neste momento a pensar

naquele território cinzento,
não mapeado, no cérebro,

e no que se passa ali.

Bem, também estou a pensar nisso.

Estamos a fazer uma série
de experiências no meu laboratório

para tentarmos descobrir

outras possíveis especializações
no cérebro

para outras funções mentais
muito específicas.

Mas eu penso que não temos

especializações no cérebro

para todas as funções mentais importantes,

mesmo para as funções críticas
para a sobrevivência.

De facto, há alguns anos,

um cientista do meu laboratório
ficou muito convencido

de ter encontrado uma região no cérebro

para a deteção de comida,

que respondia muito no "scanner"

quando as pessoas viam imagens como esta.

Ele descobriu até uma resposta semelhante,

mais ou menos na mesma localização,

em dez ou doze sujeitos.

Ficou muito excitado
e corria pelo laboratório

a dizer a toda a gente que ia
aparecer na "Oprah"

com a sua grande descoberta.

Mas depois concebeu testes críticos:

Mostrou aos sujeitos imagens
de comida como esta

e comparou os resultados com imagens
muito semelhantes na cor e na forma,

mas que não eram de comida, como estas.

A região respondeu da mesma forma

a ambos os conjuntos de imagens.

Não era uma área de comida.

Era apenas uma zona que gostava
de cores e formas.

Lá se foi a "Oprah".

A questão é, claro,

como é que processamos
todas as outras coisas

para as quais não temos zonas
especializadas no cérebro?

Bem, penso que a resposta

é que, além destes componentes
altamente especializados,

também temos uma série de mecanismos
genéricos nas nossas cabeças

que nos permitem enfrentar

qualquer problema que surja.

De facto, mostrámos recentemente

que estas regiões aqui a branco

respondem quando fazemos
qualquer tarefa mental difícil

— bem, das sete que testámos.

Cada uma das zonas cerebrais
que vos descrevi hoje

existe na mesma localização aproximada

em qualquer sujeito normal.

Poderia escolher qualquer um de vós,
colocá-lo no "scanner"

e encontrar qualquer destas
zonas no vosso cérebro.

Seria muito parecido com o meu cérebro,

embora as regiões fossem
ligeiramente diferentes

na localização exata e no tamanho.

Para mim, o que é importante neste trabalho

não é a localização particular
destas regiões cerebrais,

mas o simples facto de termos

componentes específicos e seletivos
da mente e do cérebro.

Poderia ser de forma diferente.

O cérebro poderia ser
um processador único e genérico,

mais como uma faca de cozinha

do que um canivete suíço.

Em vez disso, o que a imagiologia
cerebral trouxe

foi um retrato mais rico e interessante
da mente humana.

Temos uma imagem de mecanismos

muito gerais nas nossas cabeças,

além desta série surpreeendente

de componentes muito especializados.

Estamos no início desta pesquisa.

Demos apenas as primeiras pinceladas

no nosso retrato neuronal da mente humana.

As questões mais fundamentais
continuam sem resposta.

Por exemplo, o que faz exatamente
cada uma destas zonas?

Porque precisamos de três áreas faciais

e três áreas de localização,

e qual é a divisão de tarefas entre elas?

Em segundo lugar, como estão
todas estas coisas

ligadas no cérebro?

Com a imagiologia de difusão

podemos seguir grupos de neurónios

que se ligam a diferentes
partes do cérebro.

Com o método aqui apresentado,

podemos seguir as ligações de neurónios
individuais no cérebro,

dando-nos talvez um dia
um diagrama de interligações

de todo o cérebro humano.

Em terceiro lugar, como é construída

toda esta estrutura muito sistemática,

quer no desenvolvimento da criança

quer na evolução da nossa espécie?

Para resolverem questões como estas,

os cientistas estão agora a fazer o "scan"

de outras espécies animais,

e também de crianças humanas.

Muitas pessoas justificam o alto custo
da investigação em neurociência

salientando que um dia poderá ajudar-nos

a tratar doenças como
o Alzheimer e o autismo.

É um objetivo muito importante.

Eu ficaria emocionada se algum
do meu trabalho contribuísse para tal.

Mas reparar coisas danificadas

não é tudo o que vale a pena fazer.

O esforço para perceber a mente
e cérebro humanos vale a pena

mesmo que não nos conduza ao tratamento

de uma única doença.

O que poderia ser mais emocionante

do que perceber os mecanismos fundamentais

subjacentes à experiência humana?

Perceber, na essência, quem somos?

Esta é, penso eu,
a maior demanda científica

de todos os tempos.

(Aplausos)