O estudo fornece pistas para a base neural da consciência

Mais de um quarto das vítimas de derrame desenvolvem uma doença estranha -; Eles perdem a percepção consciente de metade do que seus olhos percebem.

Depois de um derrame no hemisfério direito, por exemplo, uma pessoa pode comer apenas o que está do lado direito do prato porque não conhece a outra metade. A pessoa pode ver apenas a metade direita da imagem e ignorar a pessoa do lado esquerdo.

Surpreendentemente, no entanto, essas vítimas de derrame podem reagir emocionalmente a toda a imagem ou cena. Seus cérebros parecem absorver tudo, mas essas pessoas percebem conscientemente apenas metade do mundo.

Essa aflição desconcertante, chamada de negligência unilateral, lança luz sobre uma questão de longa data na ciência do cérebro: qual é a diferença entre perceber algo e estar ciente ou consciente de percebê-lo? Você pode não perceber conscientemente que passou por uma loja de calçados enquanto navega pelo feed do Instagram, mas começa a pesquisar on-line por vendas de calçados. Seu cérebro registra coisas que você não anota conscientemente.

Neurocientistas da Universidade Hebraica de Jerusalém e da Universidade da Califórnia, em Berkeley, relataram agora que podem ter encontrado a região do cérebro onde essas imagens visuais contínuas são retidas durante os poucos segundos que as vemos. Eles publicaram suas descobertas este mês na revista Relatórios de Células.

A consciência e, em particular, a experiência visual, é a principal coisa que todos sentem desde o momento em que abrem os olhos ao acordar pela manhã até o momento em que vão dormir. Nosso estudo é sobre sua experiência cotidiana.”

Gal Vishny, principal autor do artigo, é estudante de pós-graduação na Universidade Hebraica

Embora os resultados ainda não expliquem como podemos não ter consciência do que percebemos, estudos como esse podem ter aplicações práticas no futuro, talvez permitindo que os médicos aprendam sobre a atividade cerebral de um paciente em coma se a pessoa ainda está ciente do mundo exterior. e potencialmente capaz de melhorar. Compreender a consciência também pode ajudar os médicos a desenvolver tratamentos para distúrbios da consciência.

“A inspiração para toda a minha carreira científica vem de pacientes com derrame com negligência unilateral, onde eles ignoram metade do mundo”, disse o autor sênior Leon Deuel, professor de psicologia na Universidade Hebraica e membro do Edmund and Lily Safra Center. para pesquisas cerebrais. “Na verdade, isso despertou todo o meu interesse na questão da percepção consciente. Como você pode obter informações, mas ainda não reconhecê-las como algo que você experimenta pessoalmente, nem agir sobre elas, nem mover seus olhos para elas, o que é necessário não apenas para sentir o cérebro, mas para desfrutar com a experiência subjetiva? Compreender isso nos ajudará a entender o que está faltando no sistema cognitivo e no cérebro dos pacientes que têm esse tipo de síndrome.”

Robert Knight, também autor sênior e professor de psicologia na Universidade da Califórnia, em Berkeley, e membro do Helen Wills Institute for Neuroscience, acrescentou.

O cérebro tem uma resposta transitória e contínua

Por quase seis décadas, observou Deuel, os estudos elétricos do cérebro humano se concentraram quase exclusivamente no pico inicial de atividade após a percepção de um objeto. Mas essa onda desaparece após cerca de 300 ou 400 milissegundos, enquanto muitas vezes olhamos para as coisas e estamos conscientes delas por segundos ou mais.

“Isso deixa muito tempo sem explicação em termos neurológicos”, disse ele.

Em busca de atividade de longo prazo, os neurocientistas obtiveram aprovação para realizar testes em 10 pessoas cujos crânios foram abertos para que eletrodos pudessem ser colocados na superfície do cérebro para rastrear a atividade neural associada a ataques epilépticos. Os pesquisadores registraram a atividade cerebral dos eletrodos enquanto mostravam aos pacientes diferentes imagens em uma tela de computador por diferentes períodos de tempo, até 1,5 segundo. Os pacientes foram solicitados a apertar um botão quando vissem uma peça ocasional de roupa para se certificar de que estavam realmente prestando atenção.

A maioria dos métodos usados ​​para registrar a atividade neural em humanos, como ressonância magnética funcional (fMRI) ou eletroencefalografia (EEG), permite apenas que os pesquisadores façam inferências detalhadas sobre onde ou quando ocorre a atividade cerebral, mas não ambos. Através do uso de eletrodos implantados dentro do crânio, os pesquisadores da Universidade Hebraica/UC Berkeley conseguiram preencher essa lacuna.

Depois de analisar os dados usando aprendizado de máquina, a equipe descobriu que, ao contrário de estudos anteriores que observaram apenas uma breve explosão de atividade no cérebro ao perceber algo novo, as regiões visuais do cérebro na verdade retinham informações sobre a percepção em um nível mais baixo de atividade para mais longo. O padrão contínuo de atividade neural era semelhante ao padrão inicial de atividade e mudava quando a pessoa via uma imagem diferente.

“Esta representação estável sugere uma base neural para a cognição que é estável ao longo do tempo, apesar do nível variável de atividade”, disse Deuel.

Ao contrário de alguns estudos anteriores, eles descobriram que os córtex pré-frontal e parietal na parte frontal do cérebro só se tornam ativos quando algo novo é visto, com a informação desaparecendo completamente em meio segundo (500 milissegundos), mesmo que o estímulo tenha sido muito mais tempo.

A região occipital-temporal do córtex visual na parte posterior do cérebro também se torna muito ativa por um breve período -; por cerca de 300 ms – ; Em seguida, cai para um nível estável, mas baixo, em torno de 10% a 20% da alta inicial. Mas o padrão de atividade não desaparece; Na verdade, dura inalterado enquanto a pessoa vê a imagem.

“O córtex frontal tem o papel de revelar algo novo”, explicou Deuel. “Mas você também vê representação contínua em áreas sensoriais de nível superior.”

A sequência de eventos no cérebro pode ser interpretada de diferentes maneiras. Knight e Vishne inclinam-se para a ideia de que a percepção consciente surge quando o córtex pré-frontal acessa a atividade em andamento no córtex visual. Dewell suspeitava que a consciência surgisse de conexões entre muitas regiões do cérebro, sendo o córtex pré-frontal apenas uma delas.

As descobertas da equipe foram confirmadas por um grupo que se autodenomina Cogitate Consortium. Embora as descobertas do consórcio ainda estejam aguardando revisão por pares, elas foram descritas em um evento de junho na cidade de Nova York, anunciado como um confronto entre duas teorias “inovadoras” da consciência. não o célula relatórios As descobertas e descobertas não publicadas podem se encaixar em qualquer uma das duas teorias da consciência.

“Essa colaboração hostil envolve duas das cerca de 22 teorias atuais da consciência”, alertou Deuel. “Muitas teorias geralmente significam que não entendemos.”

No entanto, os dois estudos e outros estudos em andamento que fazem parte da colaboração adversária iniciada pela Fundação Templeton podem levar a uma teoria real e testável da consciência.

“Em termos de previsões para as duas teorias que pudemos testar, ambas estão corretas. Mas olhando para o quadro mais amplo, nenhuma das teorias funciona em sua forma atual, embora tenhamos descoberto que cada uma tem alguma medida de verdade nisso “, disse Vishny. Ainda desconhecido sobre a base neural da consciência, acreditamos que mais dados devem ser coletados antes que a nova fênix possa ressurgir das cinzas das teorias anteriores.”

Estudos futuros planejados por Deouell e Knight explorarão a atividade elétrica associada à consciência em outras áreas do cérebro, como as que lidam com a memória e as emoções.

Eden Gerber também é co-autor da pesquisa. O estudo foi apoiado pela Fundação de Ciência Bilateral EUA-Israel (2013070) e pelo Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame dos Institutos Nacionais de Saúde (R01 NS021135).