Pesquisadores do Baylor College of Medicine descobriram que o cérebro humano pode continuar a realizar tarefas linguísticas extremamente complexas, mesmo quando a pessoa está completamente inconsciente sob anestesia geral. Resultados publicados em Naturezadesafiar suposições de longa data sobre a conexão entre consciência e cognição. Eles também oferecem novos insights que podem moldar pesquisas futuras sobre memória, linguagem e interfaces cérebro-computador.
“Nossas descobertas mostram que o cérebro é muito mais ativo e capaz durante a inconsciência do que se pensava anteriormente”, disse o Dr. Sameer Sheth, professor da Fundação Cullen e presidente de neurocirurgia e membro da McNair em Baylor. “Mesmo quando os pacientes estão sob anestesia geral, seus cérebros continuam a analisar o mundo ao seu redor”.
Gravação da atividade cerebral durante a anestesia
Para investigar do que o cérebro inconsciente é capaz, Sheth e seus colegas registraram a atividade de centenas de neurônios individuais no hipocampo, uma área do cérebro envolvida na memória. As gravações foram feitas enquanto os pacientes submetidos à cirurgia de epilepsia estavam sob anestesia geral. Esses procedimentos deram aos pesquisadores uma rara oportunidade de estudar diretamente essa parte do cérebro.
A equipe utilizou sondas Neuropixels, uma tecnologia avançada nunca antes utilizada no hipocampo para esse tipo de pesquisa. Isto permitiu-lhes observar como o cérebro respondia aos sons e à linguagem, mesmo quando os pacientes não estavam conscientes disso.
O cérebro continuou a processar a linguagem
No primeiro experimento, os pacientes foram expostos a uma série de tons repetitivos com sons aleatórios inesperados. Os pesquisadores descobriram que os neurônios do hipocampo detectam consistentemente esses tons incomuns. O mais interessante é que o cérebro tornou-se melhor em reconhecê-los ao longo do tempo, sugerindo que o aprendizado ou a plasticidade neural ainda ocorriam durante a anestesia.
Os pesquisadores então aumentaram a complexidade do experimento reproduzindo contos enquanto continuavam a registrar a atividade cerebral. O hipocampo mostrou evidências claras de processamento de linguagem em tempo real. Os padrões de atividade neural mostraram que o cérebro pode distinguir entre diferentes classes gramaticais, incluindo substantivos, verbos e adjetivos.
A equipe também fez outra descoberta surpreendente. Os sinais neurais podem ser usados para prever palavras futuras antes de serem faladas.
“O cérebro parece antecipar o que vai acontecer a seguir na história, mesmo sem consciência”, disse Sheth, que também é diretor dos Laboratórios da Fundação de Pesquisa em Neurociência Infantil Gordon e Mary Cain no Instituto Duncan de Pesquisa Neurológica do Hospital Infantil do Texas.
“Esse tipo de codificação preditiva é o que associamos à vigília e à atenção, mas está acontecendo aqui no inconsciente”, disse o Dr. Benjamin Hayden, professor de neurocirurgia em Baylor.
Repensando a consciência
As descobertas sugerem que importantes habilidades cognitivas, incluindo compreensão e previsão da linguagem, podem ser independentes da consciência. Em vez disso, a própria consciência pode surgir de conexões entre múltiplas regiões cerebrais, e não da atividade numa única região, como o hipocampo.
Os pesquisadores também notaram semelhanças entre o comportamento preditivo do cérebro e a inteligência artificial (IA). Assim como grandes modelos linguísticos geram texto antecipando a palavra seguinte, o hipocampo parece fazer previsões semelhantes durante o processamento da linguagem. A compreensão desses princípios gerais pode ajudar os cientistas a compreender melhor a inteligência biológica e artificial.
O trabalho também poderá contribuir para futuras tecnologias de comunicação, incluindo próteses de fala concebidas para pessoas que perderam a capacidade de falar.
“Podemos usar estes sinais para implantar e acionar uma prótese de fala para certas partes do cérebro danificadas por acidente vascular cerebral ou trauma? Estas são questões que podemos agora analisar em relação a esta parte do cérebro”, disse o Dr. Vigi Katlovitz, primeiro autor e residente de neurocirurgia em Baylor.
Mais pesquisas são necessárias
Os pesquisadores alertam que as descobertas devem ser interpretadas com cautela. O estudo analisou apenas um tipo de anestesia geral, portanto os resultados podem não se aplicar a outros estados inconscientes, como sono ou coma. Além disso, o estudo concentrou-se numa região do cérebro e ainda não está claro até que ponto estes processos ocorrem em todo o cérebro.
“Este trabalho nos leva a repensar o que significa estar consciente”, disse Sheth. “O cérebro faz muito mais nos bastidores do que entendemos completamente.”
