Como o cérebro humano mede o tempo em três etapas, segundo a SISSA

O tempo é uma coisa estranha. Sentimo-lo a toda a hora, mas o cérebro precisa de decidir num instante se aquilo que acabou de aparecer passou depressa ou se permaneceu dentro dos limites da nossa percepção por um pouco mais do que o habitual.

Um novo estudo da International School for Advanced Studies (SISSA), em Itália, analisou ao detalhe como é que o cérebro humano consegue fazer esse julgamento.

Recorrendo a um dos equipamentos de ressonância magnética mais potentes disponíveis (um scanner de 7 teslas), os investigadores observaram o que acontecia no interior da cabeça das pessoas enquanto estas avaliavam intervalos minúsculos de tempo.

Os resultados indicam que o processamento da duração do tempo decorre em três passos funcionais, cada um associado a regiões cerebrais distintas e a diferentes propriedades de “afinação”. O estudo descreve-os como codificação da duração, leitura da duração e categorização da duração.

Estudar o tempo e a duração

Neste trabalho, treze voluntários ficaram deitados no scanner e fixaram o olhar numa pequena mancha desfocada num ecrã. Cada mancha era apresentada por um período situado algures entre 0,2 e 0,8 segundos.

E era literalmente isso: pequenos lampejos, todos com menos de um segundo.

Antes do teste, os voluntários memorizaram uma duração de referência específica - exactamente meio segundo. Depois de cada apresentação, tinham de carregar num botão para indicar se o novo lampejo lhes pareceu mais curto ou mais longo do que essa marca de meio segundo.

Entretanto, o scanner registava que regiões do cérebro eram activadas e com que intensidade.

O que as imagens mostraram

A equipa cartografou a actividade em mais de 90 regiões cerebrais. Procuravam células que respondessem melhor a uma duração de tempo específica, de forma semelhante ao que acontece com certos neurónios que respondem preferencialmente a uma determinada cor ou a um tom específico.

Trabalhos anteriores já tinham mostrado que existem estas células “afinadas para a duração”. No entanto, faltava uma visão clara de como estariam organizadas ao longo de todo o cérebro e de que forma cada região contribuiria, na prática, para a experiência do tempo.

Assim, os investigadores analisaram o processo por partes. E o padrão que emergiu foi o de um sistema em camadas.

Três fases da duração do tempo

Na parte posterior do cérebro - as áreas visuais na zona de trás do crânio - a maioria das células preferiu as durações mais longas entre as testadas pela equipa.

Tudo indica que estas regiões estão encarregues do trabalho de codificação básica, isto é, do passo em que a informação bruta do tipo “quanto tempo é que acabei de ver isto?” é extraída daquilo que chegou aos olhos.

A seguir entram em cena as áreas parietais, situadas acima e atrás das orelhas, juntamente com porções do córtex pré-motor. Aqui, as células apresentaram afinação de forma equilibrada ao longo de toda a gama de durações.

Curto, médio, longo - havia células especializadas para cada uma dessas possibilidades.

Estas regiões parecem fazer a leitura da informação de duração e encaminhá-la. Funcionam como intermediárias: organizam os sinais e enviam-nos para a camada seguinte.

Depois, a dinâmica torna-se mais peculiar na zona anterior do cérebro.

Limiares no cérebro

Na parte frontal do cérebro humano - no córtex frontal inferior, na ínsula anterior e na porção anterior de uma área chamada SMA - a maior parte das células preferiu durações próximas da média do intervalo testado. Ou seja, aproximadamente meio segundo.

Este resultado foi inesperado. Porque motivo tantas células haveriam de “importar-se” com esse valor exactamente intermédio?

Segundo os investigadores, estas células podem estar a funcionar como uma espécie de ponto de viragem mental.

Quando tentamos decidir se algo foi “curto” ou “longo”, precisamos de um limiar interno, uma linha a partir da qual passamos de uma categoria para a outra. Estas células parecem representar precisamente essa linha.

Quando a equipa analisou os participantes um a um, verificou que as durações preferidas pelas células acompanhavam o limiar individual de cada voluntário.

Algumas pessoas tendiam a classificar mais estímulos como “curtos”, outras inclinavam-se para “longos” - e, nessas regiões frontais, as células reflectiam esse viés pessoal.

Duração do tempo e a ínsula anterior

A ínsula anterior, em particular, chamou a atenção da equipa. Esta região já é conhecida por estar ligada a aspectos como intuições viscerais, consciência do corpo e experiência consciente.

Agora, parece também ser um local onde se constrói a nossa sensação subjectiva de duração. É aqui que a realidade física é convertida naquilo que o tempo “parece” ser para cada um.

Os investigadores identificaram ainda três grandes grupos funcionais no cérebro a trabalhar em conjunto.

As áreas visuais constituíam um grupo. As áreas parietais, frontais e insulares formavam outro. E as regiões parietais inferiores, motoras e pré-motoras compunham um terceiro - provavelmente associado à tomada de decisões sobre a duração do tempo e à sua tradução em acções.

Juntar as peças

Ao reunir as evidências do estudo, a imagem global da duração do tempo parece seguir uma hierarquia.

A informação sensorial entra na parte posterior do cérebro, é “lida” por regiões intermédias e, mais à frente, é categorizada em algo com significado - curto ou longo, rápido ou lento.

O aspecto mais marcante é o quão pessoal é o componente da zona frontal. O tempo não é sentido de forma igual por toda a gente. Duas pessoas a verem o mesmo lampejo de luz podem discordar honestamente sobre se foi rápido ou prolongado.

Este estudo sugere que essa discordância não é imaginada, nem falsa, nem meramente um enviesamento. Está enraizada no funcionamento do cérebro, nas células de limiar do córtex frontal e da ínsula anterior.

A equipa assinala também uma limitação importante: testou apenas a visão.

A temporização do som pode seguir regras diferentes, e investigações anteriores sugerem que é mesmo o caso. O passo seguinte será perceber se o mesmo sistema em três fases também gere o tique-taque de relógios e a música, ou se o cérebro usa mecanismos distintos consoante o sentido.

Por agora, a conclusão imediata é impressionante: o simples acto de perceber se um momento durou meio segundo ou um pouco mais exige a coordenação de um pequeno “exército” de regiões cerebrais, cada uma com uma função especializada, e todas a sincronizarem-se depressa o suficiente para não perdermos o ritmo.

O estudo completo foi publicado na revista PLOS Biology.