O Cérebro

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Nos três artigos anteriores falei-vos sobre os sentidos que dispomos para adquirir informação do mundo exterior. Primeiro falei-vos da visão, em seguida da audição e, por fim, do olfacto, paladar e tacto. Todos estes sentidos “transformam” a informação recebida em impulsos eléctricos que são enviados através do sistema nervoso para o cérebro.

A grande questão é então: Como é que o cérebro funciona?

Infelizmente para vós (mas felizmente para mim, que tenho a oportunidade de investigar o assunto), a resposta não é conhecida e como tal não a irei dar. Sendo assim, irei apenas expor alguns dos conhecimentos já adquiridos, partindo de uma abordagem reducionista: uma abordagem muito popular em Física, com a qual se tenta simplificar ao máximo o problema, começando-se no simples, com o intuito de chegar ao mais complicado e, se possível, ao caso real. Comecemos então por responder a questões mais fáceis:

De que é feito o cérebro?

O cérebro é constituído por umas células chamadas neurónios, que são células altamente especializadas na recepção e envio de sinais electroquímicos. Existem cerca de cem mil milhões (um 1 seguido de 11 zeros: 100.000.000.000) de neurónios no cérebro humano, em que cada um desses neurónios está ligado a outros dez mil neurónios (o que perfaz a quantidade de cerca 1 seguido de 15 zeros de números de ligações entre neurónios em todo o cérebro; estas ligações são chamadas de sinapses).

Cada neurónio é composto por três partes principais: soma (parte central da célula), dendritos (parte da célula capaz de receber sinais de outras), e axónio (canal por onde saem sinais da célula; este canal pode ser bastante longo, podendo percorrer grande parte do cérebro, enquanto que os dendritos são “locais”).

Assim um neurónio pode receber muitos sinais em simultâneo de outros neurónios, mas envia sinais apenas por um canal – só um sinal (que varia ao longo do tempo). As sinapses encontram-se nas conexões que são feitas entre axónios e dendritos de diferentes neurónios.

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Representação esquemática de um neurónio (neste esquema são apontados mais alguns pormenores, do que aqueles que refiro no texto; o “corpo” é o “soma”).

Como funcionam os neurónios?

Antes de mais, devo referir que me estou a centrar naquilo que os neurocientistas teóricos crêem que é mais relevante e, por isso, vou negligenciar muitos detalhes.

A característica fundamental do funcionamento de um neurónio é o facto de ser um “integrador”: durante um dado período de tempo, um neurónio recebe sinais electroquímicos dos seus vizinhos; se o somatório de todos os sinais recebidos ultrapassar um dado valor limiar de potencial é gerado aquilo que se chama um potencial de acção, isto é, um pico de tensão (ou vários picos) é enviado pelo neurónio através do seu axónio.

(Nota: o conceito de “integrador” vem desse tal “somatório” – para quem sabe um pouco de matemática: um integral não é mais que um somatório “contínuo”.)

Pensa-se que os potenciais de acção são muito importantes no funcionamento dos neurónios, uma vez que são os únicos sinais emitidos capazes de atravessar os axónios sem sofrerem alterações. Por outras palavras, são a única forma fiável que os neurónios têm de comunicar entre si.

A título de curiosidade posso acrescentar que estes potenciais de acção são da ordem de 100 mV (milivolt) e que as correntes presentes são de iões de cálcio, sódio, potássio e cloro. É comum definir-se que um neurónio está “activo” se estiver a enviar sinais para os seus vizinhos ou “inactivo”, caso contrário.

Refiro ainda que os sinais enviados por um neurónio podem tanto ter um papel “activador” como inibidor nos neurónios que recebem o sinal (isto é, o tal somatório pode ter componentes negativas.

Como se faz a “ponte” entre o processamento de neurónios individuais, para o funcionamento do cérebro como um todo?

Essa é uma questão chave em neurociências. Os neurónios não “pensam”! Os neurónios são simples células que recebem sinais de outros neurónios e enviam outros sinais para outros neurónios, em função daquilo que receberam. À partida não há qualquer “programação”, ou processamento complexo. Contudo, do resultado dessa interacção simples entre todos os neurónios surge algo extremamente complexo: aprendizagem, memória, e até raciocínio!

Mesmo que nos restrinjamos, por exemplo, ao cérebro de um rato, este permanece num nível de complexidade que transcende a nossa actual compreensão. Aliás, ainda nem se compreende como funciona o sistema neuronal de uma pequena minhoca de 1 mm de comprimento, Caenorhabditis elegans, que tem sido muito estudado e que tem apenas 302 neurónios, sendo a sua rede de ligações completamente conhecida.

Reparem que o cérebro não pode ser comparado a um programa de computador, a começar logo pelo facto de que em programação só é possível definir tarefas se à partida já se souber o tipo de informação que se irá processar, e de que modo esta deve ser compreendida. Em contraste, quando um animal nasce, o seu cérebro ainda nem compreende a informação que recebe dos olhos, por exemplo. Os bebés, nos seus primeiros tempos de vida, não conseguem reconhecer os “limites” dos objectos, apenas vêem cores diferentes, com intensidades diferentes. A percepção de que “ali” acaba um objecto e ao lado começa outro é algo que é aprendido por cada indivíduo de raiz: tal informação não vem no código genético! (Ainda que haja evidências que o cérebro já vem “pré-programado” para executar certas tarefas.)

Em suma, regressando à questão, posso dizer que o cérebro recebe estímulos a partir dos sistemas sensoriais, os quais são depois “distribuídos” por grandes “populações” de neurónios, que de algum modo processam a informação recebida, trocando sinais entre si (na nossa mente isto traduz-se na percepção e consciencialização de algo). A informação pode ser só armazenada ou pode conduzir a comportamentos motores que são igualmente a consequência da interacção entre neurónios.

Em certas ocasiões podemos observar a existência de um “piloto automático”: o nosso corpo reage instintivamente, porque o processamento do sinal recebido ainda num estado “não consciente” é reconhecido como sendo de ordem urgente, pelo que o cérebro envia imediatamente ordens para o corpo, sem que tenhamos tempo de “pensar” sobre isso.

Quais as eventuais consequências de um completo entendimento sobre o funcionamento do cérebro?

É difícil de prever! Mas começando com os pés minimamente na terra, a primeira aplicação será na cura de certas doenças mentais (neurodegenarativas), como a doença de Alzheimer, epilepsia e Parkinson.

Uma outra aplicação que já se começa a discutir é a manipulação de memórias: em primeira instância espera-se conseguir remover memórias de pessoas que sofram de traumas (militares, por exemplo).

De carácter mais futurista, poderá conseguir-se criar uma forma de fazer a ligação entre o mundo da electrónica e o das neurociências, podendo vir a ser possível implantar chips no cérebro, ou, em sentido contrário, transferir memórias de cérebros para chips.

Se por um lado o potencial tecnológico é imenso, por outro não é difícil de adivinhar que iremos ter muitas questões éticas a considerar.

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Tradução: Porquê que se fazem experiências em primatas? “Eles queixam-se menos que as crianças.” (Nota: a inteligência e atenção dos chimpanzés já foi comparada à de pequenas crianças.)

Marinho Lopes

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