8 de abril de 2014

Sobre a energia escura do cérebro e o determinismo genético.


"Com o tempo, a energia escura neural talvez 
se revele a própria essência que nos move." M. Raichle

“Não confundais o efeito com a causa. O Espírito dispõe sempre das faculdades que lhe são próprias. Ora, não são os órgãos que dão as faculdades, e sim estas que impulsionam o desenvolvimento dos órgãos.” ("O Livro dos Espíritos", resposta à questão #370)
Cosmologistas chamam de "energia escura" um campo que permeia todo o Universo e que é responsável por acelerar as galáxias e causar a expansão do cosmos. É "escura" porque não tem traço detectável, a menos da própria expansão, ou seja, poderia também ser chamada de "energia invisível".

Recentemente, o neurocientista Marcus Raichle divulgou resultados interessantes (1) sobre a atividade do cérebro em repouso e também invocou o conceito de "energia escura". Toda a questão se deve ao fato de que neurocientistas em geral acreditavam que o cérebro de alguém "em repouso" (2) não deveria apresentar sinal de atividade. De fato, os estudos feitos até então (2010) sempre procuraram detectar variações nos sinais de tomografia computadorizada (via PET Scan e ressonância magnética) por meio de diferença entre imagens que mostram o fluxo sanguíneo em áreas do cérebro, que é uma medida da atividade local de suas partes. Mas, tal processo cria uma limitação metodológica porque, quando duas imagens são subtraídas, o chamado "ruído de fundo" é eliminado.

Com isso, detalhes imperceptíveis ou fenômenos peculiares da atividade subjacente do cérebro são desprezados. Entre tais detalhes estão as chamadas "flutuações espontâneas" do cérebro, um ruído que até então se acreditava sem importância. Segundo Raichle, surpreendentemente, descobriu-se que o gasto energético de um cérebro em repouso é maior do que quando ele realiza alguma atividade sob estímulo externo.

Isso é algo até então difícil de ser compreendido porque, na visão puramente funcionalista do cérebro, somente deve haver atividade quando o órgão realiza uma tarefa. Existe, obviamente, um "metabolismo basal" que determina um gasto energético que não pode ser reduzido em um órgão em repouso. Portanto, imaginava-se que o cérebro deveria apresentar atividade reduzida em uma situação de repouso, na ausência de estímulos externos ou atividades cognitivas.

Esse novo estado de atividade foi chamado "default mode network" (DMN) ou "rede de modo padrão" e uma analogia com a energia escura foi feita. Segundo Raichle (1):
"Acredita-se que o DMN comporte-se como um regente de uma orquestra sinfônica, enviando sinais de temporização como o regente faz com sua batuta para coordenar a atividade de diferentes partes do cérebro. Tal controle - exercido sobre partes visuais e auditivas do córtex - provavelmente garante que todas as regiões do cérebro estejam prontas para reagir coordenadamente a um estímulo."
Essa é uma metáfora interessante, porque implica que é possível detectar no cérebro atividades relacionadas a uma supervisão central, o que Raichle qualifica como algo inesperado e que está, provavelmente ligado a funções superiores de consciência. Relações entre a DMN e a ocorrência de doenças tais como Alzheimer, depressão e a esquizofrenia parecem sugerir isso (3).

Portanto, é uma visão ultrapassada imaginar o cérebro como um sistema meramente reativo, executor de uma função. Há nele algo independente, que tem "vida própria", e que está no topo da hierarquia de comandos de diversas outras subfunções menores, detendo prioridade sobre elas, mas que aparentemente se silencia quando o indivíduo passa a executar alguma tarefa mental.

Como é possível existir a rede DMN nas próprias estruturas do cérebro, sendo desnecessária uma parte ou região específica para isso (4)? Várias regiões do cérebro estão associadas a funções específicas, mas o controle geral se estabelece de forma disseminada e coordenada por todas as regiões.

Qual é a relação que existe entre a DMN e a contraparte extrafísica do ser humano? Em suma: Quem controla a DMN?

Onde está a informação para a montagem do cérebro?

No mesmo número da  revista, é possível ler um interessante raciocínio numérico feito pelo físico e neurocientista Remy Lestienne (5):
Como a construção do sistema nervoso central poderia ser ditada pelo programa genético? Sabemos que o genoma humano contém cerca de 3 bilhões de "letras" (nucleotídeos) e estima-se em menos de 30 mil o número de genes realmente expressos (traduzidos em proteínas) no decorrer da formação de um organismo adulto. Esse número é insuficiente para dar conta de todos os detalhes do plano de organização do sistema nervoso. Apenas ele contém cerca de 100 bilhões de neurônios. E esses neurônios estão largamento conectados: não é raro que um neurônio receba informações provenientes de milhares de neurônios diferentes. Estima-se em mais de 100 mil bilhões  (10^14) o número de contatos de sinapses entre neurônios no sistema nervoso central. É, portanto, estritamente impossível que os cabos transmissores de um determinado sistema dependam  de um plano detalhado, inscrito no patrimônio genético de uma pessoa, como num feixe de esquemas de montagem de um televisor.  (grifos meus)
Comparando o cérebro a um dispositivo ou máquina, os genes representariam os planos ou "blue-prints" que orientariam sua montagem. Porém, sabe-se que a quantidade de informação contida nesses planos (material genético) não é suficiente para montar toda a máquina. A maior parte está faltando. 

Dada a ordem de conexões e elementos que formam o cérebro, como é possível que ainda insistam em determinismo genético para sua formação? Genes desempenham uma influência, mas, considerando a complexidade das estruturas do sistema nervoso, os genes certamente não contêm informação suficiente para organizar o cérebro e muito menos para determinar coisas mais difíceis de definir tais como sentimentos, memórias ou lembranças.

Em suma, as perguntas que aqui fazemos são questões que deixamos para meditação do leitor, ciente que somos de que essas descobertas talvez prenunciem outras ainda mais extraordinárias...

Notas e referências

(1) Raichle M. (2010), "The Brain's Dark Energy". No Brasil, a matéria foi publicada na revista "Scientific American Brasil", Edição especial #57 em 2014. O artigo original em inglês está disponível aqui: www.braininnovations.nl/Dark-Energy.pdf

(2) "Repouso" aqui não significa sono. Simplesmente é o estado de vigília sem qualquer tipo de atividade mental ou recepção de estímulos externos.

(3) Na verdade, a "explicação" fornecida cai na categoria das "justificativas". O DMN é necessário para manter o estado de vigilância constante do cérebro.

(4) O que seria uma espécie de "estação de controle".

(5) R. Lestienne, "O Cérebro não é uma máquina". "Scientific American Brasil", Edição especial #57 em 2014. 


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