Como a Consciência se Manifesta? - Scientific American Brasil
edição 66 - Novembro 2007
A maneira como processos cerebrais se traduzem em consciência é um dos maiores desafios a ser resolvido pela ciência. Embora o método científico tenha conseguido delinear eventos que ocorreram imediatamente após o Big Bang e descobrir o maquinário bioquímico do cérebro, falha em explicar como a experiência subjetiva é criada.
Como neurocientistas, ambos fizemos da resolução desse enigma a meta de nossa vida. Compartilhamos muitos pontos de vista, incluindo o importante reconhecimento de que não existe um único problema da consciência. Vários fenômenos devem ser explicados – particularmente a autoconsciência (a capacidade de examinar os próprios desejos e pensamentos), o conteúdo da consciência (de que realmente se está consciente a qualquer momento) e como processos cerebrais se relacionam à consciência ou à não-consciência.
Então, por onde começa a solução? Os neurocientistas ainda não compreendem o suficiente sobre o funcionamento interno do cérebro para dizer exatamente como a consciência emerge da atividade química e elétrica dos neurônios. Assim, o primeiro passo é determinar os melhores correlatos neuronais da consciência (CNC) – a atividade cerebral que corresponde a experiências conscientes específicas. Quando você se dá conta de que está vendo um cachorro, o que aconteceu com quais neurônios do seu cérebro? Quando um sentimento de tristeza se apossa de você, o que aconteceu em seu cérebro? Estamos ambos tentando encontrar a contrapartida correlata de cada experiência consciente que uma pessoa possa ter. E é aí que discordamos.
Nosso desacordo a respeito do melhor CNC surgiu durante um estimulante debate entre nós na University of Oxford no verão de 2006, patrocinado pela Mind Science Foundation, em San Antonio. Desde então, continuamos a explorar e desafiar as opiniões um do outro, num diálogo que inclui este artigo. Estamos interligados por um ponto comum e fundamental: nossas opiniões são derivadas primariamente da neurociência, e não apenas de teorias. Ambos levamos em conta uma quantidade enorme de dados neurocientíficos, clínicos e psicológicos, e é dessas observações que emergem nossos argumentos.
—Christof Koch e Susan Greenfield
Koch fala
"Grupos específicos de neurônios medeiam experiências conscientes distintas"
Tanto Susan Greenfield quanto eu buscamos os correlatos neuronais da consciência mais apropriados. Se conseguirmos encontrar os CNC corretos, os mecanismos diretos de causa-efeito que criam a consciência se seguirão.
No meu ponto de vista, que evoluiu desde que Francis Crick e eu começamos a investigar a consciência em 1988, toda percepção consciente está associada a uma coalizão específica de neurônios que agem de maneira específica. Existe um correlato neuronal singular de enxergar um objeto vermelho, outro de enxergar a avó, e um terceiro de sentir raiva. A perturbação ou interrupção de qualquer correlato neuronal da consciência irá alterar a percepção a ele associada ou levar ao desaparecimento dessa percepção.
Fisiologicamente, os prováveis substratos dos CNC são coalizões de neurônios piramidais – um tipo de neurônio que se comunica por grandes distâncias – no córtex cerebral. Talvez apenas 1 milhão desses neurônios – dentre os 50 bilhões a 100 bilhões de que dispomos – são necessários para formar uma dessas coalizões. Quando, digamos, Susan entra em uma sala lotada e eu vejo o rosto dela, uma coalizão de neurônios subitamente se manifesta em concerto por uma fração de segundo ou mais. A coalizão parte da região posterior do córtex, onde os estímulos visuais são inicialmente processados, e passa à região frontal do córtex, que realiza funções executivas como dar perspectivas e permitir o planejamento. Essa coalizão seria reforçada se eu prestasse atenção ao estímulo da sua imagem em minha retina, o que fortaleceria a amplitude ou a sincronia entre a atividade dos neurônios selecionados. A coalizão se sustenta e suprime coalizões concorrentes enviando sinais excitatórios entre as partes de trás e da frente do córtex, nas duas direções. Se, de repente, alguém chamar meu nome, uma coalizão diferente de neurônios do córtex auditivo surgirá. Essa coalizão estabelece uma comunicação de mão dupla com a parte frontal do cérebro e foca minha consciência na voz, suprimindo a coalizão anterior do rosto de Susan.
Uma lição universal da biologia é que os organismos criam artefatos específicos, e isso vale também para o cérebro. As células nervosas desenvolveram uma miríade de formas e funções, além de padrões específicos de conexões entre elas. Essa heterogeneidade se reflete nos neurônios que formam os CNC. É aqui que minha opinião destoa mais da interpretação de Susan. No meu ponto de vista, a consciência não é uma propriedade holística de um grande grupo de neurônios disparando em uma solução de neurotransmissores. Acredito que grupos específicos de neurônios medeiam, ou mesmo produzem, experiências conscientes distintas.
E, em breve, a habilidade crescente dos neurocientistas de manipular populações de neurônios nos permitirá deixar de observar que um estado consciente particular está associado a alguma atividade neuronal para passar a identificar a relação causal – observando que uma dada população é parcial ou completamente responsável por um estado consciente.
Mas como determinar qual grupo de neurônios e qual atividade entre eles materializam uma percepção consciente? Os CNC envolvem todos os neurônios piramidais presentes no córtex cerebral em qualquer momento? Ou apenas um subgrupo de células de longo alcance que comunicam os lobos frontais com os córtices sensoriais na parte posterior do cérebro? Ou envolvem neurônios em qualquer lugar, disparando em sincronia?
Grande parte do trabalho contemporâneo sobre os CNC tem se concentrado na visão. Psicólogos aperfeiçoaram técnicas para esconder coisas da nossa percepção consciente. Um exemplo é a supressão por flash (ou por lampejo), descoberta pelo aluno de pós-graduação Naotsugu Tsuchiya e eu em 2005. A percepção de uma pequena imagem estacionária apresentada a um olho é completamente suprimida por uma seqüência de objetos coloridos que mudam constantemente, lampejados no olho esquerdo. Essa supressão pode durar minutos, muito embora o rosto assustador seja perfeitamente visível se o observador piscar seu olho esquerdo. E apesar de legiões de neurônios do córtex visual primário estarem disparando vigorosamente em resposta à estimulação do outro olho, não contribuem para a consciência. Esse resultado é difícil de explicar à luz da opinião de Susan de que qualquer disparo coerente de um grande grupo de neurônios seja um correlato da consciência. Pesquisadores têm utilizado ilusões desse tipo para localizar os CNC no cérebro de humanos e no de macacos treinados.
Antes do falecimento de Francis, ele e eu propusemos várias explicações sobre como a consciência funciona, baseados em resulta dos experimentais. Uma delas é que os CNC incluem neurônios piramidais estrategicamente localizados na região de output do córtex cerebral, conhecida como camada 5. Essas células enviam e recebem intensos sinais excitatórios diretamente de outro grupo de neurônios piramidais de uma região diferente. Esse arranjo permite a organização de uma alça de retroalimentação positiva, uma coalizão de neurônios que, uma vez ativados, continuam a disparar até ser desligados por outra coalizão neuronal. Esses grupos também disparam em frações de segundo, muito mais próximos da escala temporal da consciência que dos disparos de neurônios individuais.
A noção de uma rede de neurônios recebeu um estimulante apoio de resultados recentes obtidos por pesquisadores da Mount Sinai School of Medicine, da Columbia University e do New York State Psychiatric Institute, trabalhando sob coordenação de Stuart C. Sealfon, da Mount Sinai, e Jay A. Gingrich, da Columbia. As equipes de Sealfon e Gingrich demonstraram em camundongos geneticamente modificados que alucinógenos – como LSD, psilocibina (ingrediente de cogumelos) e mescalina – agem em um tipo de molécula, chamado receptor de serotonina, encontrada nas células piramidais que se agrupam na camada 5. A hipótese de que os efeitos de distorção mental dos compostos alucinógenos vêm da ativação de um tipo de receptor em um conjunto específico de neurônios – em vez de "bagunçar" os circuitos cerebrais de alguma maneira holística – pode ser testada com ferramentas moleculares capazes de ligar e desligar células piramidais da camada 5 até que o conjunto exato de neurônios afetados seja identificado.
Uma segunda proposta, de como os CNC subjazem à consciência, envolve o claustrum, estrutura que lembra uma folha de papel, localizada no córtex. Notavelmente, os neurônios dessa estrutura recebem inputs de quase todo o córtex e a projetam de volta também para quase todas as regiões. Pode ser que essa estrutura esteja em posição ideal para ligar as atividades dos córtices sensoriais, gerando uma percepção consciente unificada.
Para testar essas idéias os neurocientistas devem amostrar a atividade elétrica de um número muito grande de neurônios, em várias localizações. Esse trabalho é delicado e difícil, mas a miniaturização de eletrodos tem tornado isso possível. Esforços preliminares confirmam que grupos específicos de neurônios expressam os tipos de percepção que compõem nossas experiências diárias.
Nenhuma dessas idéias implica que um, 100 ou mesmo 1 milhão de neurônios em uma placa de Petri possam ser conscientes. Os neurônios fazem parte de redes e podem gerar consciência apenas nesse contexto. Uma analogia é útil: embora as moléculas de DNA de uma célula possam ditar a composição das proteínas do nosso corpo, muitas outras moléculas também devem estar presentes na célula para construir e manter essas proteínas.
A extensão e a proveniência, ou origem, variáveis das coalizões de neurônios podem também explicar o conteúdo diferente da consciência de bebês, adultos e animais. A própria existência de qualquer coalizão depende da existência de circuitos de estado de alerta do tronco encefálico e do tálamo (um relé dos inputs sensoriais para o córtex), que estão constantemente ativos e abrangem o córtex e suas estruturas satélites com neurotransmissores e outras substâncias. Se os circuitos do estado de alerta estão silenciosos – como ficam durante o sono profundo, sob anestesia, ou quando se sofre um trauma semelhante ao de Terri Schiavo, a mulher que entrou em estado vegetativo permanente –, nenhuma coalizão estável de neurônios corticais consegue se formar e a pessoa não fica consciente.
Embora esse modelo possa ser testado em experimentos fisiológicos, uma crítica válida é que essa não é uma teoria construída com base em um conjunto de princípios – ou seja, ela não é capaz de prever que tipo de sistema tem experiências conscientes. A neurociência carece de uma teoria de predição, baseada em mensurações físicas, para qual dos organismos a seguir é consciente: uma mosca, um polvo, um cachorro, um feto humano 5 meses após a concepção, um paciente não-responsivo com doença de Alzheimer, a World Wide Web e assim por diante.
Alguns especialistas, inclusive Giulio Tononi, da University of Wisconsin-Madison, estão trabalhando nessas teorias. Hipóteses específicas que podem ser testadas com a tecnologia atual ajudarão.
Fundamentalmente, minha explicação é que diferenças qualitativas, e não quantitativas, da atividade neuronal estão na base da consciência. O que importa não é o número total de neurônios envolvidos, como Susan enfatiza, mas a complexidade informacional que representam. Uma rede específica de neurônios é necessária para uma percepção específica, e não uma coleção aleatória de neurônios altamente ativos. Além disso, para dar origem a uma consciência completa, uma coalizão de neurônios deve abranger tanto a representação sensorial do córtex posterior quanto estruturas frontais envolvidas em memória, planejamento e linguagem. O cérebro funciona não por força de suas propriedades gerais, mas porque os neurônios estão conectados em padrões incrivelmente específicos e idiossincráticos. Esses padrões refletem o acúmulo da informação que um organismo armazenou no curso de sua vida, incluindo a de seus ancestrais, com informação representada nos genes. Não é crucial que um número suficiente de neurônios esteja ativo em conjunto, mas que os neurônios específicos estejam ativos.
Greenfield fala
"A consciência é gerada por um aumento quantitativo no funcionamento holístico do cérebro"
Se os correlatos neuronais da consciência não são nada além de descargas de determinados neurônios e não de outros, como Christof Koch sugere, então a consciência está nos próprios neurônios. Contudo, Christof não explica qual propriedade qualitativa eles têm em comparação com outros. Além disso, se nem mesmo 1 milhão de neurônios são capazes de gerar a consciência, sem serem parte de vastas redes, então o fardo de identificar os CNC se desloca para a descrição de quais são essas redes. Ao buscar conexões cerebrais específicas para diferentes formas de consciência, Christof incorre em uma forma de frenologia do século 21, segundo a qual diferentes funções estão relacionadas a diferentes regiões cerebrais, especialmente ao córtex. Mesmo que essa compartimentalização fosse possível, não explicaria como a consciência é gerada.
Sob minha opinião, a consciência não pode ser dividida em experiências diferentes e paralelas. De fato, sabemos que a estimulação visual pode alterar a maneira como ouvimos, e vice-versa. Essa fusão dos componentes do sensório vai contra conceitos como o de uma consciência visual isolada. Ou se está consciente, ou não se está. No laboratório de Christof, os sujeitos estão conscientes durante os experimentos feitos com seus neurônios. Portanto, esses experimentos não manipulam a consciência e sim o conteúdo dessa consciência. Qualquer explicação conseqüente é, na verdade, um avanço na direção de responder "O que é atenção?". Essa questão é certamente válida, mas é diferente de perguntar "O que é consciência?". Eu defendo que para definir o melhor CNC devemos elucidar a diferença entre consciência e inconsciência.
Meu pressuposto é que não existe nenhuma qualidade mágica e intrínseca a nenhuma região cerebral em particular, ou conjunto de neurônios que explique a consciência. Precisamos identificar um processo especial dentro do cérebro. E, para ser um correlato da consciência realmente convincente, esse processo neuronal deve ser capaz de explicar uma série de fenômenos rotineiros, incluindo a eficácia de um despertador, a ação dos anestésicos, a distinção entre sonhar e estar acordado, a existência da autoconsciência. A possível diferença entre a consciência humana e a animal e a possível existência da consciência fetal. Uma visão mais plausível da consciência é que ela não é gerada por uma propriedade cerebral qualitativamente distinta, mas por um aumento quantitativo do funcionamento holístico do cérebro. A consciência aumenta à medida que a atividade cerebral cresce.
Mas qual é a ação neuronal chave para esse processo? A tentativa de demonstrar um correlato da consciência relacionado a um processo tem sido inspirada por diversos achados, incluindo os do neurofisiologista alemão Wolf Singer. Ele demonstrou que uma enorme população de neurônios entre o tálamo e o córtex cerebral dispara conjunta e transitoriamente a uma freqüência de 40 vezes por segundo. Mas, devido ao fato de que a mesma atividade pode ocorrer em uma fatia desse tecido mantida viva em uma placa de Petri, uma condição adicional deve assegurar a consciência.
O neurocientista Rodolfo Llinas, do New York University Medical Center, sugeriu que esses disparos transitórios estabelecem duas alças complementares entre o tálamo e o córtex cerebral, que funcionam em conjunto para manter a consciência: um sistema "específico" relacionado ao conteúdo da consciência e um sistema "não-específico" relacionado ao estado de alerta da consciência. Essa idéia oferece uma explicação de por que o forte estímulo sensorial de um alarme desencadeia a instalação da consciência completa. Além disso, o modelo de Llinas distingue a consciência dos sonhos da da vigília: nos sonhos, não existe input sensorial para alimentar a alça do estado de alerta, de modo que apenas a alça do conteúdo fica em funcionamento.
O problema central é que os modelos desenvolvidos por Llinas e por outros concebem a consciência como uma condição do tipo tudo ou nada. Eles não conseguem explicar como o cérebro físico é capaz de acomodar os altos e baixos de um estado de consciência. Proponho uma alternativa. Cientistas já sabem há mais de uma década que a atividade de dezenas de milhões de neurônios pode sincronizar por centenas de milissegundos e depois se desassociar em um pouco menos de um segundo. Essas "associações" de células coordenadas podem variar continuamente ao longo de escalas espaciais e temporais bastante adequadas à experiência consciente do aqui e agora. Redes neuronais de grande alcance se fazem, desfazem e se refazem, formando coalizões que são únicas a cada momento. Meu modelo é que a consciência varia seu nível entre um momento e o seguinte e que o número de neurônios ativos em uma associação está correlacionado ao grau de consciência presente em dado momento.
Esse correlato neuronal da consciência – a associação transitória – satisfaz todos os itens da lista de fenômenos relacionada anteriormente. A eficácia de um despertador é explicada como um input sensorial vigoroso que desencadeia a formação de um grande conjunto síncrono. Sonhos se diferenciam da vigília porque resultam de uma pequena associação neuronal movida por estímulos internos fracos, enquanto a vigília resulta de um conjunto maior movido por estímulos externos mais intensos. Os anestésicos restringem o tamanho das associações, induzindo, assim, a inconsciência. A autoconsciência só pode surgir em um cérebro grande e interconectado o suficiente para gerar extensas redes neuronais. O grau de consciência de um animal ou de um feto humano depende do tamanho de seus conjuntos de neurônios também.
Lembre-se de que nem Christof nem eu estamos tentando explicar como a consciência emerge. Não estamos tentando determinar como eventos fisiológicos no cérebro se traduzem no que você experimenta como consciência. Buscamos uma correlação – um meio de mostrar como fenômenos cerebrais e experiências subjetivas se encaixam – sem identificar o importante passo intermediário de como um fenômeno causa uma experiência. Associações de neurônios não "criam" a consciência, mas indicam os graus de consciência. Devido ao fato de que o tamanho de uma associação e o grau de consciência correspondente resultam de uma série de fatores fisiológicos – como o grau de conectividade, intensidade dos estímulos e a competição de outros conjuntos neuronais –, cada fator poderia, ao final, ser manipulado experimentalmente. A capacidade do modelo das associações neuronais de gerar hipóteses falsificáveis e explicar a gama diversa de fenômenos relacionados à consciência certamente o torna particularmente poderoso.
Uma crítica óbvia ao modelo das associações, que Christof articulou durante nosso debate em Oxford, é que ele apenas postula que "tamanho é tudo". Mas grande parte da ciência realmente "tem tudo a ver com mensuração" – a quantificação objetiva das observações. Tamanho é tudo na ciência. Outros, no entanto, dizem que os conjuntos neuronais são uma noção muito vaga, mas vários pesquisadores revelaram caracterizações detalhadas de mecanismos neuronais que estão por trás da geração de conjuntos que duram menos de um segundo, como Amiram Grinvald, do Weizmann Institute of Science, em Rehovot, Israel, Olé Paulsen, de Oxford, e John G. Jeffreys, da University of Birmingham, na Inglaterra.
Testes decisivos em humanos devem aguardar o advento de melhores técnicas de imageamento não-invasivo que tenham resolução temporal compatível com a escala de milissegundos da formação e desintegração dos conjuntos neuronais. Uma vez que essas técnicas estejam disponíveis, poderemos observar conjuntos que se correlacionam com as experiências subjetivas de, por exemplo, dor neuropática, depressão e esquizofrenia. Entretanto, pesquisadores já observaram o modelo das associações neuronais em ação. Em 2006, Toby Collins e outros do meu grupo, em Oxford, mostraram que, em ratos, a formação, atividade e duração das associações se correlacionam seletivamente com a ação de anestésicos. Observações-piloto em nosso laboratório, ainda não publicadas, mostram também que o número de neurônios ativos em conjuntos neuronais do córtex sensitivo de um rato anestesiado reflete os graus de anestesia. Mais no início deste ano, outro membro da minha equipe, Subhojit Chakraborty, demonstrou que, em ratos, conjuntos de neurônios nos sistemas visual e auditivo podem servir como boa base para distinguir a subjetividade de ver versus a de ouvir.
Outras críticas estão relacionadas ao tempo e espaço. Na epilepsia, por exemplo, uma associação neuronal prolongada sustenta uma convulsão, que equivale à perda da consciência. Mas a questão central das associações como os CNC apropriados é que elas são altamente transitórias. Uma convulsão age como um mecanismo travador que evita essa transitoriedade, permitindo, portanto, que uma única associação dure várias ordens de magnitude a mais que o normal. De modo semelhante, Collins, Michael Hill, Eleanor Dommet e eu sugerimos em um artigo recente que os anestésicos podem também atuar como mecanismo travador.
Outra área de objeção é que o modelo das associações neuronais não tem propriedades espaciais. Não existe um loco anatômico identificado. Mas é muito freqüente darmos importância exacerbada à localização, como um fim por si. Não existe nenhuma necessidade da existência de um "centro" para nenhuma função cerebral, muito menos para a consciência.
Um cenário mais plausível seria aquele onde muitas regiões cerebrais diferentes, ao gerarem associações neuronais altamente transitórias, convirjam com inputs para um integrador espaço-temporal. Bloquear esse processo abole a consciência. A dificuldade atual é que não conseguimos encontrar esse integrador utilizando as técnicas experimentais atuais. Talvez o integrador pudesse ser modelado matematicamente. Esses modelos e suas interações podem ser o caminho a seguir.
Um problema final, que se aplica aos CNC no nível básico, é como eles podem ser articulados para atacar o problema difícil: determinar como eventos fisiológicos do cérebro se traduzem no que experimentamos como consciência. Não estaremos em condições de encontrar uma solução até que saibamos que tipo de evidência nos satisfará: uma imagem cerebral, um rato em um teste comportamental, um robô, uma fórmula? Ou, talvez, uma mudança induzida no estado subjetivo de uma pessoa, como, por exemplo, se o cérebro de Christof pudesse ser manipulado de modo que experimentasse o mundo como eu experimento – e até concordar comigo.
[ARGUMENTOS BÁSICOS] A CONSCIÊNCIA EXPLICADA
STUART C. SEALFON E POKMAN CAHN MOUNT SINAI SCHOOL OF MEDICINE, MICHAEL HILL UNIVERSITY OF OXFORD, ALFRED T. KAMAJIAN
O que acontece quando você vê um cachorro, ouve uma voz, sente-se triste ou tem qualquer outra experiência subjetiva?
O MODELO DE KOCH:
Uma coalizão de neurônios piramidais que ligam as porções anterior e posterior do córtex dispara. Diferentes coalizões se ativam para representar estímulos dos sentidos (esquerda). No córtex de um camundongo (direita), células piramidais (brilho verde) estão na camada 5, cercadas por células não-neuronais (azul).
O MODELO DE GREENFIELD:
Neurônios disparam em sincronia (verde) e assim permanecem até que um segundo estímulo faça uma associação diferente emergir (laranja). Associações neuronais se estabelecem e se desfazem enquanto incorporam o feedback do corpo. No cérebro de um rato (ilustração), uma associação se forma no córtex (a, b), chega a um pico (c) e então decai (d) 0,35 segundo depois que o tálamo é eletricamente estimulado.
[PONTO / CONTRAPONTO]
Por que um despertador induz a consciência em uma pessoa que está dormindo (inconsciente)?
Opinião de Koch: Neurônios em uma região do cérebro chamada locus coeruleus respondem a um grande e súbito input do nervo auditivo. Eles entram em ação, transmitindo amplamente um sinal químico para o tálamo e o córtex cerebral. Outros neurônios liberam o neurotransmissor acetilcolina pelo cérebro. O efeito final é que o córtex cerebral e suas estruturas satélites se tornam alertas. Uma vez que isso ocorre, um agrupamento geral, mas intensamente interconectado, de neurônios do córtex auditivo e suas contrapartes na região frontal do cérebro e nos lobos temporais mediais – que suportam o planejamento e a memória – estabelece uma coalizão estável que usa retroalimentação recorrente. Essa atividade leva apenas uma fração de segundo e faz com que você se torne consciente do alarme.
Opinião de Greenfield: Qualquer estímulo sensorial intenso, como uma luz muito brilhante, induz a consciência, de modo que nenhuma área particular do cérebro pode ser responsável por acordá-lo. O alarme induz a consciência não por causa da qualidade do estímulo (nesse caso, auditivo), mas por causa de sua quantidade (intensidade). Associações neuronais transitórias – muitos neurônios agindo em concerto – se correlacionam com variados graus de consciência: a dimensão de uma associação de um momento para o outro é determinada pelo tempo em que os neurônios podem se engajar em uma sincronia transitória. Um fator chave é a intensidade da estimulação sensorial, cujos efeitos são parecidos com os de uma pedra jogada num lago. Quanto maior a pedra, maior o alcance das ondulações. Quanto mais intenso um alarme (ou mais clara for a luz), mais provável será o recrutamento de uma extensa associação de neurônios, e quanto maior essa associação, maior a probabilidade de acordar.
Como os anestésicos funcionam?
Koch: Os anestesiólogos de hoje administram uma coleção diversa de substâncias quí-micas. Mesmo assim, todas abolem a consciência. Hoje sabemos que esses compostos inter-ferem em vários processos neuronais através de sua ligação com determinadas proteínas de membrana. Não existe um mecanismo único que leve à suspensão da consciência. Entre as causas mais importantes, no entanto, está o fato de que a anestesia fortalece a inibição sináptica, ou reduz a excitação sináptica, em grandes regiões do cérebro. A atividade não é totalmente interrompida, mas a habilidade de grupos de neurônios de formar coalizões es-táveis é gravemente comprometida. Quando os neurônios que abrangem as regiões posterior e frontal do córtex cerebral não conseguem estabelecer uma comunicação sincronizada, a consciência se torna impossível.
Greenfield: Os anestésicos não desligam nenhuma área única do cérebro; eles deprimem a atividade neuronal em diferentes regiões. Os anestésicos, portanto, exercem seu efeito alterando uma propriedade emergente do cérebro holístico: associações neuronais. À medida que os anestésicos reduzem o tamanho dessas associações, reduzem o nível de consciência até que ela seja não-existente. Esse cenário explica também os diferentes estágios de consciência que podem ocorrer à medida que a anestesia exerce seu efeito, como hiperexcitabilidade e delírio. Sugeri em outro trabalho que pessoas que têm cérebro com conexões neuronais subfuncionais e, portanto, associações neuronais menores freqüentemente manifestam emoções fortes e falta de razão – exatamente os tipos de estado que muitos pacientes exibem enquanto a anestesia está fazendo efeito e suas associações estão encolhendo.
Por que existe uma diferença subjetiva entre sonho e vigília?
Koch: Embora o cérebro esteja altamente ativo durante a fase do sono de movimentos oculares rápidos (sono REM), mais associada à ocorrência de sonhos vívidos, o padrão regional de atividade é bastante distinto do da vigília. O sistema límbico (o sistema das emoções e memória) está muito ativo, mas as partes dos lobos frontais envolvidas no pensamento racional se encontram pouco ativas. Tanto no sonho quanto na vigília coalizões de neurônios são formadas, mas elas incluem neurônios de partes diferentes do cérebro. Durante a vigília, essas coalizões incluem muito mais neurônios do córtex pré-frontal, onde a razão e narrativas sensatas são impostas para ordenar as percepções, mas essa atividade está em notável falta durante os sonhos. Essas características refletem o forte e bizarro conteúdo emocional dos sonhos.
Greenfield: É provável que os sonhos estejam correlacionados com associações de neurônios que são muito menores que aquelas que ocorrem durante a vigília. Essas associações seriam limitadas porque nenhum estímulo externo intenso está engajando grandes grupos de neurônios. O recrutamento transitório de neurônios durante os sonhos é, portanto, impulsionado puramente por repostas à atividade cerebral intrínseca espontânea. E porque essas associações não são desencadeadas por narrativas seqüenciais de eventos do mundo externo, as ligações entre as associações são aleatórias, idiossincráticas ou não-existentes, fazendo dos sonhos imagens ou eventos randômicos.
A framework for consciousness. Francis Crick e Christof Koch, em Nature Neuroscience, vol. 6, págs. 119-126, fevereiro de 2003.
The quest for consciousness: a neurobiological approach. Christof Koch. Roberts & Company Publishers, 2004.
A neuroscientific approach to consciousness. Susan A. Greenfield e T. F. T. Collins, em Progress in Brain Research, vol. 150, págs. 11-23, 2005.
Os autores gostariam de agradecer a Joseph Dial, da Mind Science Foundation, pelo seu apoio. Susan Greenfield agradece a Michael Hill, Nicholas Shea e Kathleen Taylor por suas idéias.
Christof Koch e Susan Greenfield Ele é professor de biologia cognitiva e comportamental do California Institute of Technology, onde ensina e faz pesquisas sobre a base neuronal da atenção visual e consciência há mais de duas décadas. SUA TEORIA: Para cada experiência consciente, um grupo único de neurônios em regiões particulares do cérebro dispara de maneira específica. Ela é professora de farmacologia da University of Oxford, diretora da Royal Institution of Great Britain e membro do British Parliament's House of Lords. O foco de sua pesquisa está em novos mecanismos cerebrais, incluindo os que estão por trás de doenças neurodegenerativas. SUA TEORIA: Para cada experiência consciente, neurônios se sincronizam em associações coordenadas e depois se desassociam.