Sem sincronização, mesmo que os sinais gerados pelos sentidos conseguissem passar pelo tálamo e chegar ao córtex, eles não seriam interpretados como objetos
Tem gente que só consegue dormir no silêncio de um quarto escurecido. Já outros adormecem até com obra no apartamento de cima. E tem mesmo quem adore adormecer ouvindo uma conversinha ao fundo. Mas quaisquer que sejam as condições, naquele momento mágico em que adormecemos, a mente pára de registrar uma conversa, a imagem da televisão ou o som do rádio. O mundo exterior parece deixar de entrar em nosso cérebro.
Até recentemente, a teoria predominante era que exatamente isso aconteceria: os estímulos de fora não teriam mais acesso ao cérebro, literalmente. Ou mais exatamente ao córtex, a camada superior do cérebro em posição e em função, responsável por nossas capacidades cognitivas, inclusive a percepção do mundo. Já que a percepção depende da capacidade dos sentidos de ativar neurônios corticais, impedir a chegada de impressões dos sentidos ao córtex seria uma maneira extremamente eficiente de deixar de perceber o mundo exterior.
E que parte do cérebro teria essa função de comporta, de controlar a passagem dos sinais vindos dos sentidos? Segundo o neurocientista romeno Mircea Steriade, radicado no Canadá, essa função caberia a uma região do cérebro chamada tálamo, estrategicamente posicionada entre os sentidos periféricos e o córtex. Estar acordado, aberto para o mundo, seria ter o tálamo num estado permissivo ao fluxo de sinais dos órgãos sentidos até o córtex. Estar adormecido, fechado para impressões exteriores, seria ter o tálamo bloqueando a transmissão de sinais para o córtex. E se o córtex não recebe esses sinais, o mundo exterior deixa de existir para nossa mente.
Testar essa hipótese é bastante simples para os neurocientistas, que sabem, desde os anos 50, como implantar eletrodos no cérebro de animais de laboratório para examinar a atividade dos neurônios enquanto os animais estão acordados ou adormecidos, e logo começaram os testes. Mas os resultados eram contraditórios. Alguns cientistas encontravam neurônios no córtex que de fato ficavam mudos quando o animal adormecia, mesmo que se fizesse o maior estardalhaço no laboratório, com sons, luzes, e carícias. Mas muitos neurônios respondiam aos estímulos, enquanto o animal continuava no maior sono.
Foi o que Martha Livingstone e David Hubel, prêmio Nobel de fisiologia por suas descobertas sobre o córtex visual, encontraram nos anos 80. Os neurônios no córtex visual de seus gatos, adormecidos com os olhos abertos, continuavam respondendo a um show de slides projetados numa tela à frente dos animais. As respostas eram um pouco mais fracas do que quando o animal estava acordado, é verdade. O mesmo acontecia com os outros sentidos. E supondo que também aconteça com a gente, como explicar que o som da televisão desapareça quando a gente cochila? Livingstone e Hubel sentiam que a estória do bloqueio dos sentidos não estava bem explicada. Por outro lado, o consumo de glicose, que eles também mediram, diminuía no córtex visual durante o sono, exatamente como se o córtex estivesse, como um todo, menos ativo. E tudo ficou por isso mesmo.
Dez anos depois, o americano David McCormick e o romeno Steriade foram olhar diretamente no tálamo, o suposto controlador da passagem dos sentidos. E encontraram células cuja atividade casava direitinho com a função de comporta. Acordado, elas transmitiam o sinal dos sentidos: se o estímulo ficava mais forte, a atividade no tálamo também aumentava, mandando o sinal para o córtex. Dormindo, as células no tálamo entravam em atividade espontânea, como se estivessem falando sozinhas, confabulando de ouvidos fechados para os sentidos. Parecia que a teoria da comporta talâmica tinha algum sentido, afinal.
Mas o fato é que o córtex continua recebendo sinais dos sentidos, mesmo que sejam atenuados, ou embaralhados com a atividade espontânea do tálamo. Uma solução alternativa apareceu no final dos anos 80, com a idéia de que para haver percepção não basta que os neurônios que recebem sinais dos sentidos fiquem ativos: a estrutura temporal da atividade faria uma diferença enorme.
Tela de cinema
Ao contrário do que muita gente imagina, não há no cérebro nada parecido com uma tela de cinema, sobre a qual os olhos projetariam imagens. No córtex visual, cada neurônio tem uma pequena função: ser sensível a um traço maior ou menor, de pé, deitado, ou com uma certa inclinação, de uma cor mas não outra, se movendo ou não, e com uma certa velocidade. Ou seja: a imagem na verdade é um mosaico, em que cada pedaço do que a gente vê é fragmentado em suas propriedades mais básicas. Fica logo claro que é necessário juntar os pedacinhos certos para definir onde começa, e onde termina, cada objeto.
A cola para juntar os pedacinhos seria a sincronização da atividade de diferentes neurônios. A cada momento, quem estiver precisamente sincronizado pertence ao mesmo objeto; quem não estiver, é porque pertence a um outro. Como se fossem várias rodas de samba tocando ao mesmo tempo, no mesmo lugar. Várias músicas, vários objetos definidos pelo entrosamento dos músicos - os neurônios.
E se a atividade de repente ficasse totalmente desorganizada, como se todas as rodas se desfizessem, e cada músico continuasse por conta própria? Subitamente acabam as músicas - e não haveria percepção de objeto algum.
Surge então uma nova explicação para a ausência de percepção do mundo exterior durante o sono: bastaria que a capacidade de sincronização fosse restrita ao estado de vigília, não ocorrendo no cérebro adormecido. Sem sincronização, mesmo que os sinais gerados pelos sentidos conseguissem passar pelo tálamo e chegar ao córtex, eles não seriam interpretados como objetos. E acabariam sendo tão ignorados pelo cérebro adormecido quanto a televisão que continua a toda.
Esta teoria foi recentemente testada pela brasileira Suzana Herculano-Houzel e seus colaboradores no laboratório do Prof. Wolf Singer, na Alemanha, exatamente onde foi descoberta a sincronização da atividade neuronal. Estudando o cérebro de gatos deitados em frente à tela de um computador, os cientistas viram que o córtex visual adormecido continua, sim, recebendo sinais dos sentidos. Mas enquanto alguns neurônios respondem até melhor às figuras passando na tela, outros dão respostas muito fracas. Cada vez que o cérebro adormece acontece a mesma coisa com cada neurônio: uns continuam respondendo, outros até mais, outros respondem menos, e outros páram, mesmo. Só depende do neurônio.
O mais importante era que as respostas dos neurônios às figuras na tela somente eram sincronizadas quando o cérebro estava acordado. Aliás, quanto mais acordado o cérebro, o que pode ser inferido a partir das ondas cerebrais do animal, mais forte era a sincronização. E se o cérebro de repente adormecia, adeus sincronização.
Orquestra sinfônica
Além de explicar por que não há sensações externas durante o sono, a descoberta tem implicações diretas para o entendimento da relação entre o funcionamento do cérebro e a consciência. Segundo a teoria da comporta talâmica, o cérebro seria uma orquestra cuja música varia somente em função da força com a qual tocam seus componentes: fortíssimo, e a música chega dos sentidos à percepção; pianíssimo, e a música pára.
Com as novas observações, o cérebro pode ser comparado a uma verdadeira orquestra sinfônica, cuja música depende não só da intensidade do som mas também da coordenação entre os músicos. Acordado, todos seus violinos tocam em sincronia, produzindo uma melodia que se une, ainda que mantendo sua individualidade, àquela dos violoncelos tocando uníssonos, à outra das flautas, e assim por diante. O resultado é a sinfonia da mente, a sensação de que os sentidos funcionam e evocam em nosso cérebro impressões de nós mesmos e de um mundo exterior. Dormindo, a mágica da orquestra se desfaz: a música passa a ser apenas um ruído produzido por instrumentos tocados desordenadamente, e os objetos - a melodia de cada instrumento - desaparecem.
E quem é o maestro desta orquestra, aquele que facilita a sincronização dos violinos, a coordenação entre os instrumentos? Parece ser uma estrutura antiga e fisicamente distante do córtex, mas que tem um poderoso efeito regulador sobre ele: um sistema de ativação, cuja atividade determina se o cérebro dorme ou está acordado. Quem controla a atividade desse sistema é o próprio córtex.
Circular, não? Mas parecem ser assim os caminhos do cérebro - poucas são as verdadeiras entradas e saídas; poucos são os maestros que não são, eles mesmos, músicos nesta orquestra cerebral.