Nossos cérebros continuam girando muito depois de adormecermos.
Todas as noites, o hipocampo, um importante centro de aprendizagem, reproduz experiências do dia anterior e grava-as na memória. E mesmo no sono profundo, os neurônios nas regiões sensoriais do cérebro despertam em atividade quando recebem novos estímulos, como sons.
Isto levanta uma questão provocativa: quanto é necessária a consciência para dar sentido ao mundo que nos rodeia?
Um novo estudo sugere que o cérebro inconsciente pode lidar com muito mais do que simples sinais sensoriais. Ao registrar a atividade elétrica de pacientes sob anestesia geral, uma equipe do Baylor Faculty of Medication e colaboradores descobriram que o hipocampo continuava processando sons, palavras e fala enquanto os pacientes ouviam tons alternados e clipes de podcast.
Grupos de neurônios mudavam sua atividade dependendo do tipo de palavra falada – substantivos ou verbos, por exemplo – e previam a próxima palavra nas frases.
“Nossas descobertas mostram que o cérebro é muito mais ativo e capaz durante a inconsciência do que se pensava anteriormente”, disse o autor do estudo, Sameer Sheth. disse em um comunicado de imprensa. “Mesmo quando os pacientes estão totalmente anestesiados, seus cérebros continuam a analisar o mundo ao seu redor.”
Os cientistas há muito pensam que o processamento da linguagem, um cálculo complexo, dependia da consciência. A anestesia interrompe a comunicação em grande escala através do cérebro, aparentemente impossibilitando o processamento complexo da linguagem. Mas as novas descobertas sugerem que, mesmo com a quebra da dinâmica cerebral international, alguns circuitos locais mantêm a capacidade de processar informações sofisticadas – e, pelo menos para contar histórias, prever o que vem a seguir.
Para ser claro, isso não significa que os participantes estivessem secretamente acordados. Se o cérebro retém o poder de processamento native durante o sono, coma ou outros estados de inconsciência também é motivo de debate.
Mas “este trabalho nos leva a repensar o que significa ser consciente”, disse Sheth. “O cérebro está fazendo muito mais nos bastidores do que entendemos totalmente.”
Luzes apagadas
Caímos na inconsciência todas as noites. O cérebro muda de marcha.
Comparados a quando estamos acordados e alertas, os padrões de atividade da mente mudam drasticamente. O hipocampo reativa neurônios envolvidos na aprendizagem recente, reproduzindo rapidamente seus padrões de atividade para fortalecer as conexões neurais. Em outros lugares, o cérebro gera pequenas explosões de atividade elétrica chamadas fusos do sono, que interrompem a comunicação entre regiões necessárias para o processamento de novas informações do mundo exterior. Esses sinais elétricos únicos são cruciais para classificar novas experiências e integrá-las na memória de longo prazo.
O cérebro está claramente ocupado durante a inconsciência, mas também parece em grande parte isolado do ambiente. Nas últimas duas décadas, porém, os cientistas perceberam cada vez mais que o cérebro adormecido permanece surpreendentemente alerta.
Num estudo, voluntários expostos repetidamente a sons desconhecidos durante o sono foram capazes de identifique-os depois de acordar. Em outroos participantes que ouviram seus próprios nomes ou vozes irritadas desencadearam atividade cerebral mesmo durante o sono profundo, um fenômeno chamado “processamento sentinela”.
Os cientistas também gravado diretamente dos cérebros de pessoas com epilepsia, que tiveram eletrodos implantados para identificar a origem das convulsões. Os investigadores confirmaram que o córtex auditivo – a primeira região envolvida no processamento do som – acendeu-se com actividade, mas parecia desconectado das regiões responsáveis pela interpretação do significado.
Padrões semelhantes surgiram em outros estados de inconsciência. Após receberem propofol, um medicamento comum usado para induzir anestesia geral, os pacientes ainda apresentavam atividade em seus córtex auditivomas retransmissão de informações para regiões superiores envolvido na cognição parecia quebrar.
Ou foi?
“O cérebro desenvolveu mecanismos tão surpreendentes e sofisticados para realizar todas essas tarefas complexas durante todo o dia, que pode fazer algumas dessas coisas mesmo sem que percebamos”, disse Sheth. contado Natureza. Eles decidiram dar outra olhada.
Alguém está em casa
A equipe se concentrou no hipocampo, mais conhecido como o centro de memória do cérebro. Vinculá-lo ao processamento de linguagem parece um exagero. Mas cada vez mais evidências sugerem que o hub é responsável por muito mais do que a memória. Também pode ajudar a organizar a informação de forma mais ampla, desde o mapeamento de espaços físicos até à observação de outros eventos em desenvolvimento, como a linguagem.
Ainda é uma ideia de nicho, disse Sheth. Mas o hipocampo poderia desempenhar um papel muito mais amplo na estruturação do mundo que nos rodeia – mesmo sem consciência. “Como o mundo está organizado? O hipocampo também pode fazer parte disso”, disse ele.
Para testar a ideia, a equipe recrutou sete pessoas submetidas a cirurgias de epilepsia. Enquanto estavam sob anestesia com propofol, a equipe inseriu pequenas sondas no hipocampo. Chamado Neuropixelsos implantes são mais finos que um fio de cabelo humano, mas possuem mais de mil sensores que escutam a vibração elétrica de centenas de neurônios ao mesmo tempo.
A equipe primeiro tocou bipes repetitivos para três participantes, ocasionalmente interrompidos por boops aleatórios em um tom diferente. No início, os neurônios eram indiferentes aos sons estranhos. Mas em 10 minutos, seus níveis de atividade mostraram que eles estavam melhorando na separação dos tons inesperados dos normais.
“Com o tempo, eles aprenderam a prestar mais atenção aos sons estranhos”, mesmo quando a pessoa estava totalmente inconsciente, disse Sheth.
Um segundo teste levou as coisas mais longe. A equipe reproduziu trechos de 10 minutos de A Hora do Rádio Mariposaum podcast de narrativa com palestrantes de todas as esferas da vida, cada um com entonações, frases e sotaques distintos.
Ao longo das gravações, grupos específicos de neurônios do hipocampo responderam a diferentes características linguísticas. Alguns estavam sintonizados com palavras incomuns como “cosmos”. Outros rastrearam a estrutura gramatical, respondendo de maneira diferente a substantivos, verbos ou adjetivos.
Os neurônios também se preocupavam com o significado semântico ou com as relações entre as palavras. Por exemplo, eles pareciam reconhecer que “gato” está conceitualmente mais próximo de “cachorro” do que uma palavra não relacionada como “caneta”. O hipocampo também parecia antecipar as próximas palavras com base no contexto de uma frase, com padrões de atividade semelhantes aos observados no cérebro acordado.
“Estamos sempre fazendo previsões sobre o que ouviremos em seguida”, disse Sheth. Mesmo sob anestesia, esses neurônios pareciam acompanhar a narrativa, indicando uma “forma muito sofisticada de processamento da fala pure que ouvem”.
Apesar da intensa atividade neural, os pacientes não se lembravam de nenhuma das histórias do podcast ao acordar. Ainda assim, vestígios da experiência podem ter permanecido inconscientemente. Em estudos futuros, a equipe planeja testar isso expondo os participantes inconscientes a diferentes podcasts e, posteriormente, perguntando quais deles parecem familiares. Eles também querem explorar se o hipocampo processa histórias contadas em línguas desconhecidas.
As descobertas são preliminares, retiradas de um pequeno grupo de pessoas sob um tipo de anestésico. O cérebro adormecido ou em coma pode funcionar de maneira diferente. Mas o trabalho pode ajudar os cientistas a decifrar a atividade cerebral em pessoas com lesões cerebrais traumáticas graves em estado vegetativo. Também poderia orientar o desenvolvimento de implantes para reconectar circuitos neurais danificados a outras partes do cérebro e reiniciar a comunicação.
“Talvez o mais importante seja o que podemos fazer a respeito”, disse Sheth. Para alguém que está inconsciente, “podemos trazê-los de volta?”