sábado, 16 de março de 2019

Em avanço científico, especialistas identificam padrões cerebrais de consciência mostrando a mente humana como 'consciente'

Os humanos aprenderam a viajar pelo espaço, erradicar doenças e compreender a natureza no nível incrivelmente pequeno de partículas fundamentais. No entanto, não temos ideia de como a consciência - nossa capacidade de experimentar e aprender sobre o mundo dessa maneira e relatá-lo aos outros - surge no cérebro.

De fato, embora os cientistas tenham se preocupado em compreender a consciência por séculos, ela continua sendo uma das mais importantes questões não respondidas da neurociência moderna. Agora, nosso novo estudo, publicado na Science Advances , lança luz sobre o mistério descobrindo redes no cérebro que estão em ação quando estamos conscientes.

Não é apenas uma questão filosófica. Determinar se um paciente está “ciente” depois de sofrer uma lesão cerebral grave é um enorme desafio tanto para médicos quanto para famílias que precisam tomar decisões sobre cuidados. As modernas técnicas de imageamento cerebral estão começando a levantar essa incerteza, nos dando insights sem precedentes sobre a consciência humana.

Por exemplo, sabemos que áreas cerebrais complexas, incluindo o córtex pré-frontal ou o precuneus , responsáveis ​​por uma gama de funções cognitivas superiores, estão tipicamente envolvidas no pensamento consciente. No entanto, grandes áreas do cérebro fazem muitas coisas. Nós, portanto, queríamos descobrir como a consciência é representada no cérebro no nível de redes específicas.

A razão pela qual é tão difícil estudar experiências conscientes é que elas são inteiramente internas e não podem ser acessadas por outros. Por exemplo, podemos estar olhando para a mesma imagem em nossas telas, mas não tenho como saber se a minha experiência de ver essa foto é semelhante à sua, a menos que você me fale sobre isso. Apenas indivíduos conscientes podem ter experiências subjetivas e, portanto, a maneira mais direta de avaliar se alguém está consciente é pedir que eles nos falem sobre eles.

Mas o que aconteceria se você perdesse sua capacidade de falar? Nesse caso, eu ainda posso fazer algumas perguntas e você poderia assinar suas respostas, por exemplo, balançando a cabeça ou movendo a mão. É claro que as informações que eu obteria dessa maneira não seriam tão ricas, mas ainda assim seria suficiente para eu saber que vocês realmente têm experiências. Se você não fosse capaz de produzir qualquer resposta, eu não teria como saber se você está consciente e provavelmente pensaria que não está.

Nosso novo estudo, o produto da colaboração em sete países, identificou assinaturas cerebrais que podem indicar a consciência sem depender de autorrelato ou a necessidade de pedir aos pacientes que se envolvam em uma tarefa específica, e pode diferenciar pacientes conscientes e inconscientes após uma lesão cerebral .

Quando o cérebro fica gravemente danificado, por exemplo, em um grave acidente de trânsito, as pessoas podem acabar em coma. Este é um estado em que você perde sua capacidade de estar desperto e ciente do seu entorno e precisa de apoio mecânico para respirar. Normalmente não dura mais do que alguns dias. Depois disso, os pacientes às vezes acordam, mas não mostram qualquer evidência de ter consciência de si mesmos ou do mundo ao seu redor - isso é conhecido como um "estado vegetativo". Outra possibilidade é que eles mostram evidências apenas de uma consciência mínima - referida como um estado minimamente consciente. Para a maioria dos pacientes, isso significa que o cérebro ainda percebe as coisas, mas elas não as experimentam. No entanto, uma pequena porcentagem desses pacientes é realmente consciente, mas simplesmente incapaz de produzir respostas comportamentais .

Usamos uma técnica conhecida como ressonância magnética funcional (fMRI) , que nos permite medir a atividade do cérebro e a forma como algumas regiões “se comunicam” com outras. Especificamente, quando uma região do cérebro é mais ativa, consome mais oxigênio e precisa de um maior suprimento de sangue para atender às suas demandas. Podemos detectar essas mudanças mesmo quando os participantes estão em repouso e medir como isso varia entre as regiões para criar padrões de conectividade em todo o cérebro.

Usamos o método em 53 pacientes em estado vegetativo, 59 pessoas em um estado minimamente consciente e 47 participantes saudáveis. Eles vieram de hospitais em Paris, Liège, Nova York, Londres e Ontário. Pacientes de Paris, Liège e Nova York foram diagnosticados por meio de avaliações comportamentais padronizadas, como ser solicitado a mover uma mão ou piscar um olho. Em contraste, os pacientes de Londres foram avaliados com outras técnicas avançadas de imagem cerebral que exigiam que o paciente modulasse seu cérebro para produzir respostas neurais em vez de físicas externas - como imaginar mover a mão em vez de realmente movê-la.

Na consciência e inconsciência, nossos cérebros têm modos diferentes de se auto-organizar com o passar do tempo.  Quando estamos conscientes, as regiões cerebrais comunicam-se com um temperamento rico, mostrando conexões positivas e negativas.  

Encontramos dois padrões principais de comunicação entre as regiões. Um deles simplesmente refletia conexões físicas do cérebro, como a comunicação apenas entre pares de regiões que têm um vínculo físico direto entre elas. Isso foi visto em pacientes com praticamente nenhuma experiência consciente. Um representava interações dinâmicas muito complexas em todo o cérebro através de um conjunto de 42 regiões do cérebro que pertencem a seis redes cerebrais com papéis importantes na cognição (veja a imagem acima). Esse padrão complexo estava quase presente apenas em pessoas com algum nível de consciência.

É importante ressaltar que esse padrão complexo desapareceu quando os pacientes estavam sob anestesia profunda, confirmando que nossos métodos eram realmente sensíveis ao nível de consciência dos pacientes e não ao dano cerebral geral ou à responsividade externa.

Uma pesquisa como essa tem o potencial de levar a uma compreensão de como os biomarcadores objetivos podem desempenhar um papel crucial na tomada de decisão médica. No futuro, pode ser possível desenvolver maneiras de modular externamente essas assinaturas conscientes e restaurar algum grau de consciência ou capacidade de resposta em pacientes que as perderam, por exemplo, usando técnicas não-invasivas de estimulação cerebral, como a estimulação elétrica transcraniana . De fato, no meu grupo de pesquisa da Universidade de Birmingham, estamos começando a explorar essa avenida.

Emocionante, a pesquisa também nos leva um passo mais perto de entender como a consciência surge no cérebro. Com mais dados sobre as assinaturas neurais da consciência em pessoas que vivenciam vários estados alterados de consciência - variando de tomar psicodélicos a experimentar sonhos lúcidos - podemos um dia quebrar o quebra-cabeça.A conversa

Davinia Fernández-Espejo , Professora Sênior, Escola de Psicologia e Centro de Saúde do Cérebro Humano, Universidade de Birmingham