Durante muito tempo, partiu-se do princípio de que o processamento avançado da linguagem - o que separa nomes de verbos, atribui sentido às palavras e estima o que vem a seguir - depende de um cérebro consciente.
Um novo conjunto de resultados aponta noutra direcção: o cérebro pode iniciar esse trabalho sem “esperar” pela consciência.
Com doentes completamente sedados durante uma cirurgia, neurónios nas profundezas do hipocampo estiveram a classificar palavras, a extrair significado e a antecipar o próximo passo de uma narrativa.
Dentro do bloco operatório
O estudo foi conduzido por uma equipa liderada pelo Dr. Sameer Sheth, neurocirurgião e professor no Baylor College of Medicine (BCM). Os participantes já se encontravam no bloco operatório para cirurgia de epilepsia.
Antes de os médicos removerem uma parte do lobo temporal com o objectivo de travar as crises, a equipa inseriu no hipocampo - um centro de memória oculto no interior desse tecido - uma sonda ultrafina chamada Neuropixels.
Esta sonda regista, em simultâneo, a actividade de centenas de neurónios individuais.
No total, em sete doentes, os investigadores recolheram sinais de 651 células enquanto os pacientes estavam sob anestesia geral, mantida com propofol, um sedativo cirúrgico frequente.
À procura de estímulos inesperados
O primeiro ensaio foi directo. Altifalantes colocados perto do doente emitiram uma sequência contínua de tons idênticos, interrompida ocasionalmente por um tom de altura diferente - um estímulo discrepante.
Em pessoas acordadas, o cérebro detecta este tipo de “intruso”. E em anestesia? Os registos mostraram que sim.
A maioria das células reagiu aos tons e uma fracção relevante alterou a resposta quando surgia o tom discrepante.
Apesar de o hipocampo estar distante do principal centro cerebral de processamento auditivo, estava a acompanhar o padrão.
Um sinal que foi aumentando
A fase seguinte surpreendeu a equipa. Ao longo dos 10 minutos do experimento, a resposta ao tom discrepante tornou-se mais forte, em vez de se atenuar.
Ou seja, a capacidade do cérebro para distinguir o tom invulgar do tom regular pareceu melhorar.
Uma alteração deste tipo é, em termos gerais, descrita como aprendizagem. Até aqui, ninguém tinha observado um hipocampo humano a fazê-lo sob anestesia, e uma revisão anterior da área nem sequer apontava nessa direcção.
O achado apanhou os investigadores desprevenidos.
“Mesmo quando os pacientes estão totalmente anestesiados, os seus cérebros continuam a analisar o mundo à sua volta”, disse Sheth.
Processamento de palavras durante a inconsciência
A equipa avançou para um teste mais exigente. Em vez de tons, quatro doentes ouviram histórias em formato de podcast de The Moth Radio Hour enquanto continuavam sob anestesia - fala narrativa real, com frases completas e relatos na primeira pessoa.
O hipocampo não “desligou”. Neurónios individuais dispararam de forma diferente consoante a palavra, apesar de os doentes não terem qualquer consciência do áudio.
Quando os investigadores alinharam os registos com as transcrições, os sinais cerebrais continham informação linguística genuína.
Algumas células separavam nomes de palavras que não eram nomes. Outras aproximavam semanticamente termos como “cão” e “gato” mais do que “cão” e “caneta”.
Mais impressionante ainda: as respostas do cérebro inconsciente eram quase tão intensas como as observadas em doentes acordados e atentos a ouvir histórias semelhantes.
A área assumia que um nível destes de processamento de linguagem exigia plena consciência. Afinal, aparentemente não.
A antecipação do que vem a seguir
Os investigadores avaliaram também se os padrões de disparo continham informação sobre palavras que o doente ainda não tinha ouvido - e continham.
Pela primeira vez em humanos anestesiados, o hipocampo foi apanhado a realizar algo muito semelhante a codificação preditiva em tempo real, construindo expectativas sobre o que viria a seguir numa história.
Ainda não é claro se isto corresponde a uma previsão “verdadeira” ou apenas ao modo como o contexto das palavras molda a resposta de cada célula; contudo, o sinal em si foi inequivocamente real.
O Dr. Benjamin Hayden é professor de neurocirurgia no Baylor e co-autor sénior do estudo.
“Este tipo de codificação preditiva é algo que associamos a estar acordado e atento, mas aqui está a acontecer num estado inconsciente”, disse o Dr. Hayden.
Um novo olhar sobre a consciência
Estes resultados desafiam a ideia dominante de que processamento de alto nível - significado, previsão e aprendizagem - exige uma mente consciente por trás. Um estudo anterior defendeu essa posição de forma explícita.
O que este trabalho sugere é que o hipocampo consegue fazer grande parte desse “trabalho pesado” sem que haja alguém consciente a acompanhá-lo.
Então, o que é a consciência? Segundo os autores, não terá necessariamente de ser a actividade de uma única região.
Em alternativa, poderá depender de como diferentes regiões comunicam entre si - coordenação ao nível de todo o cérebro, e não a activação isolada de uma área.
Limitações do estudo
A amostra incluiu apenas sete doentes, todos submetidos a cirurgia por epilepsia resistente a fármacos, o que a torna pequena e clínica - longe do tipo de população necessária para conclusões amplas.
Além disso, só foi testado propofol; não se sabe se os mesmos padrões aparecem com outros anestésicos ou noutros estados de inconsciência, como o sono e o coma.
Se neurónios do hipocampo conseguem descodificar palavras e antecipar o que se segue, este tipo de sinal poderá vir a ser útil noutros contextos.
Direcções futuras de investigação
A Dra. Vigi Katlowitz, médica interna de neurocirurgia no Baylor e primeira autora do artigo, vê aqui uma oportunidade para próteses de fala.
Dispositivos desse género poderiam devolver a voz a pessoas que a perderam por AVC ou lesão, recorrendo a regiões cerebrais anteriormente consideradas demasiado afastadas da linguagem.
Um estudo separado, com doentes acordados, já começou a mapear essa área.
O resultado central mantém-se: o hipocampo realiza análise linguística sofisticada sem consciência.
Para médicos preocupados com a consciência intra-operatória, surgem novas perguntas; para engenheiros a desenvolver dispositivos neurais, há uma nova região a considerar.
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