Ao estimular uma pequena região do cérebro ligada à consciência, os cientistas fizeram com que macacos anestesiados subitamente ficassem acordados e alertas. Esse resultado fascinante está fornecendo novas pistas sobre o cérebro e como ele produz consciência – esses insights podem levar a terapias para pacientes em coma.
O cérebro continua sendo o órgão mais misterioso do corpo humano. Nas últimas décadas, os neurocientistas separaram as várias regiões e redes do cérebro para entender melhor como elas contribuem para a função cognitiva normal, mas ainda existem grandes questões sobre a consciência e quais partes do cérebro podem ser descritas como correlatos neurais da consciência (NCCs) – ou seja, as regiões cerebrais específicas que nos permitem sentir o cheiro de torrada queimada, enxergar o tom vermelho de uma rosa florescendo ou experimentar a riqueza de nossos pensamentos internos.
Novas pesquisas publicadas nesta quarta-feira (12) na Neuron nos levam a um pequeno, mas importante, passo mais perto da resposta.
Ao fazer experiências com macacos, pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison descobriram novas evidências que afirmam o tálamo lateral central como um NCC. Estimular sua pequena região cerebral, localizada no fundo do cérebro, fez com que os macacos anestesiados acordassem subitamente e ficassem alertas, apesar do fato de que drogas anestésicas ainda estavam sendo administradas. Os neurocientistas já haviam classificado o tálamo lateral central como um NCC, mas essa pesquisa mais recente acrescenta mais credibilidade à alegação.
A localização do tálamo no cérebro humano. Imagem: Life Science Database/LSDB
“Este estudo é significativo”, disse Earl Miller, professor de neurociência do Departamento de Ciências do Cérebro e Cognição do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, em um e-mail para o Gizmodo. “As teorias da consciência sugeriram que o tálamo lateral central desempenha um papel fundamental para manter o córtex ‘acordado’. Este estudo fornece evidências importantes que apoiam essa teoria”.
Além disso, o artigo “nos dá novas ideias sobre os circuitos e as dinâmicas cerebrais que produzem consciência”, escreveu Miller, que não estava envolvido na nova pesquisa. “Milhares de pessoas recebem anestesia geral a cada ano. Saber como isso torna as pessoas inconscientes é um passo importante para tornar a anestesia mais segura”.
Michelle Redinbaugh, a primeira autora do novo estudo e uma estudante de graduação da Universidade de Wisconsin-Madison, disse que o objetivo principal do experimento era localizar NCCs no cérebro.
“Alcançar esse objetivo nos permitirá entender melhor os mecanismos da anestesia geral e os impactos do trauma cerebral, [e também] direcionar intervenções clínicas para melhorar a vida de pacientes que sofrem de distúrbios da consciência, como coma”, disse ela ao Gizmodo.
Para esse fim, Redinbaugh, juntamente com o autor sênior Yuri Saalmann e seus colegas, planejaram um experimento com a intenção de induzir a consciência em sujeitos anestesiados. Para isso, eles criaram um método de estimulação que imitava a maneira como as células cerebrais agem no tálamo lateral central durante o estado de alerta. Usando matrizes de eletrodos, os cientistas conseguiram registrar a atividade cerebral de várias áreas do cérebro, permitindo monitorar a consciência nos macacos enquanto estavam acordados, dormindo e sob anestesia.
Durante o experimento, os cientistas tentaram estimular várias partes do cérebro profundo, mas nenhum provocou a mesma resposta que o tálamo lateral central, que emergiu como uma espécie de ponto crítico da consciência no cérebro. Estimular essa região cerebral a 50 Hertz enquanto os macacos estavam sob anestesia os fez acordar. Quando isso aconteceu, os primatas se comportaram exatamente como quando acordados. Uma vez que a estimulação foi desligada, os macacos voltaram a um estado inconsciente.
Um aspecto crítico do experimento foi avaliar corretamente o estado de alerta nos dois macacos usados no experimento, apelidados de Monkey R e Monkey W.
“Modelamos nossa avaliação do estado de alerta em macacos em medidas clínicas usadas para avaliar pacientes em coma ou pacientes sob anestesia”, disse Redinbaugh ao Gizmodo. “Essencialmente, estávamos procurando aumentos de comportamentos que você normalmente veria em um animal – ou humano – que estava acordando da anestesia”.
Essas medidas incluíam coisas como os macacos abrindo os olhos, estendendo os braços intencionalmente, movendo o rosto e demonstrando capacidade de resposta ao toque, explicou Redinbaugh. Os cientistas também monitoraram suas respostas de EEG a sons comuns e incomuns, “que podem distinguir sujeitos consciência de inconscientes”, acrescentou.
Em termos de ética envolvida, “o Comitê Institucional de Cuidado e Uso de Animais da Universidade de Wisconsin-Madison aprovou todos os procedimentos, em conformidade com o Guia de Saúde do Instituto Nacional para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório”, escreveram os autores no artigo.
Durante os experimentos, por exemplo, um anestesista clínico deveria se apresentar para garantir que os macacos “recebessem o mesmo nível de atendimento dos pacientes humanos no hospital”, disse Redinbaugh, e os animais foram monitorados durante e após os experimentos para “garantir sua saúde e bem-estar”, entre outras medidas, disse ela.
Dito isto, os cientistas usaram uma dúzia de parafusos cerâmicos no crânio e acrílico dental para “fixar implantes de cabeça” nos macacos, entre outras medidas severamente invasivas necessárias para o experimento, algumas das quais foram projetadas para imobilizar as cabeças dos macacos durante as leituras de EEG. Pode-se argumentar fortemente que, apesar das medidas tomadas, os animais sofreram durante esse experimento e que os macacos nunca devem ser usados para experimentos como esse.
Com isso em mente, a nova pesquisa pode resultar em novas terapias eficazes para tratar distúrbios da consciência, estimulação cerebral profunda aprimorada como técnica cirúrgica, e melhores medicamentos para anestesia. Além disso, as descobertas podem nos levar mais perto da compreensão da própria consciência.
Jaan Aru, neurocientista da Universidade Humboldt, em Berlim, disse que os pesquisadores na década de 1990 começaram a pensar que o tálamo era importante para a consciência – uma crença baseada no fato de que o tálamo está localizado em uma posição central de controle e que pode mudar como outras regiões do cérebro processam informações. Desde os anos 2000, no entanto, os neurocientistas se concentram principalmente no córtex para encontrar os mecanismos da consciência, disse ele.
“Este estudo coloca o tálamo de volta à cena”, disse Aru, que não participou do novo estudo, ao Gizmodo. “Espero que muitos estudos futuros tentem entender melhor o papel do tálamo, não apenas no estado de consciência, mas também nos processos de percepção”.
Olhando para o futuro, Redinbaugh disse que, como sua equipe agora tem um método para manipular a consciência com precisão, eles podem testar previsões das principais teorias da consciência, “que diferem em relação às áreas cerebrais mais importantes para a consciência”. Eles também planejam estimular uma gama mais ampla de áreas no tálamo e determinar quais frequências são mais eficazes para influenciar a consciência.
“Isso abriria caminho para que um paradigma de estimulação semelhante fosse usado na clínica”, disse Redinbaugh.
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A localização do tálamo no cérebro humano. Imagem: Life Science Database/LSDB
