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Reportagem

Em busca da consciência

Cientistas estão se aproximando de um dos últimos grandes enigmas da humanidade: a consciência. A abordagem científica deste tema, durante muito tempo reservado à filosofia, pode revelar resultados fascinantes

setembro de 2004
Gerhard Roth
Qual é a natureza da consciência? Perguntar é fácil, determinar a resposta não. A consciência pode parecer uma coisa normal, até banal. As pessoas se desculpam por ter ignorado "inconscientemente" alguém numa festa ou dizem querer "expandir sua consciência". Mas a verdadeira compreensão do fenômeno permanece elusiva.

De que forma os sistemas físicos do cérebro agem em conjunto para criar as experiências subjetivas da mente - os pensamentos particulares e introspectivos que fazem de nós aquilo que somos? A dificuldade em se usar a ciência empírica para quantificar algo tão subjetivo, levou David J. Chalmers, filósofo da University of Arizona, a nomear a questão de o "problema difícil".

Por muito tempo restrita ao campo de investigação filosófica, a consciência passou a ser abordada nos últimos anos também por neurocientistas. Francis Crick, do Salk Institute for Biological Studies de San Diego, e Christof Koch, do California Institute of Technology, por exemplo, sustentam que uma abordagem legítima para a exploração dos mecanismos da consciência seria se concentrar na descoberta dos chamados correlatos neurais - os processos do cérebro mais diretamente responsáveis pela consciência. Localizar os neurônios do córtex cerebral que se relacionam com a consciência e compreender como se ligam a neurônios de outras regiões do cérebro pode fornecer importantes revelações.

Avanços recentes nas técnicas de imageamento tornaram possível observar quais áreas do cérebro estão em ação durante diversos tipos de atividade mental. A consciência pode ser um dos grandes quebra-cabeças da neurociência, mas ao compreenderem melhor os processos envolvidos os cientistas estão gradualmente identificando as peças.
Múltiplos Níveis
Qualquer tentativa de entender a consciência tem de começar pela constatação de que o fenômeno engloba vários estados. Portanto seria melhor evitar falar em "a" consciência, como acontece com freqüência nas discussões filosóficas. Em um dos extremos desse amplo espectro está o chamado estado de alerta (ou vigília). Estados de menor consciência incluem a sonolência, o cochilo, o sono profundo e o coma.

O fluxo característico da consciência consiste em duas formas: a de fundo e a atual. A consciência de fundo, ou de base, abrange as experiências sensoriais duradouras, como a identidade pessoal, a percepção do corpo físico, o controle desse corpo e do intelecto e o modo como a pessoa se insere no tempo e no espaço. Outros elementos incluem o nível de realidade das experiências de cada um e a diferença entre a realidade e a fantasia. A consciência de fundo fornece as bases para o segundo tipo: a consciência atual. Os estados concretos e às vezes alternantes da consciência atual abarcam a percepção dos processos que ocorrem no corpo e no ambiente; atividades intelectuais, como pensar, imaginar e lembrar; emoções, pensamentos e necessidades (como a fome); e desejos, intenções e atitudes.

A atenção é um elemento importante da consciência. Fatos que não chamam nossa atenção praticamente inexistem para nós, mesmo que influenciem nossas percepções, sensações ou reações. A atenção, no sentido da concentração, aguça os estados atuais da consciência. Quanto mais nos concentramos em um único fato, mais os outros fatos se distanciam de nossa consciência.

No dia-a-dia, nossos cérebros captam e processam uma grande quantidade de informação que nunca chega à nossa consciência. Os neurocientistas se referem a esses dados subconscientes como percepção ou aprendizado implícitos. A maior parte dos especialistas acredita que essa percepção inconsciente leve a um processamento superficial da informação: a pessoa reconhece objetos, ocorrências e conexões por meio de características físicas óbvias e regras simples. Detalhes e conteúdo complexo não são reconhecidos. Em comparação, somos conscientemente capazes de dar conta das tarefas complexas envolvidas na percepção e no aprendizado explícitos.
A atenção e a consciência atual se fazem presentes quando o cérebro se defronta com acontecimentos ou problemas que julga ser importantes e novos. Com a ajuda de vários tipos de memória, o cérebro classifica as percepções dependendo se são importantes (ou insignificantes) e conhecidas (ou desconhecidas). Se alguma coisa é categorizada como insignificante, ou não vai nem chegar à consciência ou vai atingi-la de modo impreciso. Uma informação que é "importante mas conhecida" causa a ativação de processos que já lidaram com ela no passado, portanto o cérebro pode executar atos rotineiros com um nível mínimo de consciência. Só quando um acontecimento ou um trabalho é importante e novo - quando a pessoa tem de solucionar um problema complicado ou aprender uma nova habilidade motora, por exemplo - é que os sistemas da consciência e da atenção são totalmente ativados. A consciência, nesse caso, é um método específico de processar informações que seriam intricadas demais para processos subconscientes.

Muitas tarefas, principalmente aquelas que requerem prática, precisam primeiro ser percebidas conscientemente. Temos de nos concentrar para aprender a dirigir, andar de bicicleta ou tocar piano. Com a prática, podemos reduzir o nível de concentração e alerta. Depois disso, prestar atenção aos detalhes pode até mesmo atrapalhar o progresso da ação.


Sinais de Consciência
Os neurocientistas descobriram nos últimos anos regiões do cérebro que estariam ligadas ao fenômeno da consciência e criaram teorias sobre o papel que desempenham na formação dessa forma única de apreensão de conhecimento. Uma ferramenta historicamente importante para essa pesquisa é o estudo de pacientes com lesões em áreas específicas do cérebro. Mas a observação dos resultados não revela muita coisa sobre os mecanismos neurais que sustentam a consciência. Para encontrar tais dados são necessários métodos que registrem a atividade neural, começando pelo nível individual das células ou até mesmo por suas sinapses (pontos de conexão), chegando até às redes corticais que contêm milhões ou bilhões de células nervosas. Técnicas especiais de imageamento ajudam a dar pistas: a magnetoencefalografia (MEG), a tomografia por emissão de pósitrons (PET) e a ressonância magnética funcional (fMRI).
O eletroencefalograma (EEG) registra as ondas elétricas do cérebro.

Com essas técnicas, os pesquisadores descobriram que os indivíduos percebem conscientemente apenas a informação que é processada nas regiões associativas do córtex cerebral. As atividades de processamento elementar executadas fora do córtex não são acessadas pela consciência. Os vários estados da consciência representam portanto o produto final de atividades extremamente complexas, mas processadas de modo totalmente inconsciente. Até mesmo a sensação de que somos livres em nossas intenções e ações - a impressão subjetiva de livre-arbítrio - é moldada por centros que funcionam inconscientemente. A consciência pode ter um papel mais de "aconselhamento" que de decisão em nossas atitudes.
O que acontece, então, nas regiões associativas quando experimentamos um determinado estado de consciência? Acredita-se que os vários estados se baseiem na "reconfiguração" em frações de segundo das redes neurais do córtex. Essas redes são formadas por milhões de células nervosas densamente interconectadas. As sinapses fortalecem ou enfraquecem as conexões por um curto espaço de tempo, o que altera a maneira como as informações são processadas. Assim, células nervosas de locais específicos das redes compartilham temporariamente o mesmo estado de excitação. Quando, por exemplo, o cérebro está tentando reconhecer um objeto entre muitos ou compreender o significado de uma frase, um grupo de células nervosas forma temporariamente uma unidade com um só objetivo. A combinação de conexões entre o tálamo (um importante centro de ativação) e o córtex (que opera num nível mais localizado e estendido) parece ter uma atuação essencial no surgimento de atividades sincronizadas


Pensando em Intervalos de um Segundo
Substâncias químicas liberadas nas regiões do cérebro relevantes à consciência modulam ou influenciam as rápidas alterações na força da sinapse dos neurônios corticais. As chamadas formações reticulares e os centros límbicos exercem controle significativo sobre essa liberação (ver quadro 1). O material mensageiro (os neurotransmissores "rápidos", como o glutamato ou o ácido gama-aminobutírico), responsável pelo transporte de sinais entre as células nervosas, opera em questão de milésimos de segundo. Os processos de neuromodulação, e as reações químicas causadas por eles no interior de uma célula ou numa sinapse, requerem muito mais tempo - aproximadamente um segundo ou até mais. Essa pode ser a base para o intervalo característico de um segundo da consciência: o período durante o qual são liberados a percepção, a imaginação, o pensamento e a memória.

Os processos de neuromodulação exigem quantidades relativamente grandes de oxigênio e glicose. O reabastecimento correspondente, feito através de um aumento no fluxo sangüíneo local, ocorre em segundos. Veja um exemplo de como o processo funciona. Imagine ter de identificar rapidamente um objeto dentro de uma cena complexa. É preciso, em primeiro lugar, se concentrar, o que causa um esforço correspondente nos lobos temporal e occipital. A força das conexões sinápticas se altera nas redes que já existem, ou novas redes se formam até que a solução seja encontrada. Depois de várias repetições da tarefa, essas conexões corticais se tornam mais vigorosas, o que demanda menor esforço mental para sua realização. Uma tomografia ou uma ressonância magnética funcional do cérebro mostrariam uma quantidade quase imperceptível de atividade cortical. Do mesmo modo, depois de praticar o suficiente para obter uma habilidade motora, uma pessoa pode executar o movimento "dormindo" ou mesmo enquanto pensa em outras coisas. As redes envolvidas na ação vão se tornando gradualmente menores, e se transferem para o córtex motor e para centros motores mais profundos, como o cerebelo e os gânglios da base (que operam inconscientemente).

O cérebro está constantemente tentando automatizar os processos, dispensando-os da consciência; dessa maneira, o trabalho será concluído mais rápido, com mais eficácia e num nível metabólico menor. A consciência é lenta, sujeita a erro e trabalhosa.
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Por que só os processos que ocorrem no córtex associativo são acompanhados da consciência? Um primeiro olhar não revela grande coisa. Aquela área do cérebro não varia muito em aparência em relação ao resto do córtex. Ela também consiste em seis camadas com uma disposição celular relativamente homogênea. Seus pontos de entrada e saída são coordenados nas camadas individuais, assim como acontece no restante do córtex. Mas a resposta pode estar nas próprias conexões - e na sua quantidade assombrosa.

As regiões sensoriais primárias e secundárias do córtex relacionam-se a um processamento inicial da informação captada pelos órgãos sensoriais. Só então as regiões associativas são ativadas (ver quadro 2). A informação que sai dos olhos, por exemplo, passa através do tálamo primeiro para o córtex visual primário e secundário, e depois para as várias regiões associativas visuais dos lobos parietal e temporal. Mas também há muitas conexões reversas que voltam às regiões primárias e secundárias. Os neurônios das áreas associativas respondem a uma informação de modo muito mais complicado que as células das regiões sensoriais - elas trabalham de maneira altamente integrada. Determinadas células nervosas da zona de transição entre os lobos parietal, occipital e temporal reagem especificamente ou a estímulos visuais e auditivos, ou a estímulos visuais e táteis ou a estímulos visuais, auditivos e táteis.

O córtex associativo se conecta de modo muito mais intenso ao hipocampo (o organizador da memória cognitiva) e ao sistema límbico (principalmente à amígdala, a organizadora e possível centro de memória emocional), em comparação com outros córtices. Essas regiões corticais parecem ser extremamente importantes na produção de diferentes estados de consciência.

Aparentemente, o desenvolvimento da consciência se apóia, em grande parte, nas numerosas ligações entre células nervosas do córtex e outras células. O enorme número de conexões do córtex supera em muito o número de pontos de entrada e saída. Essa disposição significa que o córtex se comunica mais consigo mesmo que com os órgãos sensoriais e o aparato motor.
Disparos Sincronizados
Os neurocientistas podem, portanto, determinar que funções os estados de consciência exercem e que condições físicas, químicas, anatômicas e fisiológicas são necessárias no cérebro para o desenvolvimento desses estados. Mas ainda resta uma pergunta essencial: Como a consciência acontece? Muitas teorias foram propostas, mas não há consenso; boa parte das idéias dá importância central às interações entre o tálamo e o córtex.
Uma boa candidata a explicação pode vir da sincronização das bilhões de células nervosas corticais com as trilhões de sinapses - que ao mesmo tempo estão sob a influência da formação reticular, do tálamo, do hipocampo e dos sistemas límbicos. A ocorrência astronomicamente alta de reconfigurações internas no córtex associativo contribui para essa noção. Uma melhor compreensão das propriedades das ligações das redes neurais do cérebro pode lançar luz sobre características como a experiência pessoal.

Se ainda não há explicações definitivas, não será assim para sempre. A consciência tem um caráter muito singular, mas ao menos alguns dos mistérios que a cercam devem, apesar de tudo, acabar sendo derrubados pela persistente investigação científica.

Para conhecer mais

- Brain Evolution and Cognition. G. Roth and M. F. Wullimann. Wiley, 2000.
- Neural Correlates of Consciousness. Organizado por T. Metzinger. MIT Press, 2000.
- Lista online de David J. Chalmers de trabalhos sobre a consciência: www.u.arizona.edu/~chalmers/online.html