University via The New York Times
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Cientistas fazem cobaias se conectarem estimulando seus cérebros por meio de luz

O estudo, um “tour de force” de bioengenharia, sai após vinte anos de pesquisas sobre o sincronismo do cérebro humano

Virginia Hughes, The New York Times - Life/Style, O Estado de S.Paulo

10 de julho de 2021 | 05h00

No final de uma noite, em março de 2020, pouco antes que a pandemia do coronavírus fechasse os Estados Unidos, Mingzheng Wu, studante da Northwestern University, pôs dois camundongos machos em uma gaiola e ficou observando enquanto eles exploravam suas novas e pequenas escavações: farejando, cavando e lutando um pouco.

Com alguns cliques em um computador próximo, Wu então acendeu uma luz azul implantada na área anterior do cérebro de cada animal. A luz ativou um minúsculo pedaço de córtex estimulando os neurônios a dispararem.

Wu estimulou os dois camundongos ao mesmo tempo e à mesma frequência rápida -  fazendo com que aquela porção dos seus cérebros literalmente entrasse em sincronia. Um ou dois minutos depois, qualquer agressividade entre os dois animaizinhos aparentemente desapareceu, e eles se abraçaram como dois amigos que se reencontravam após uma longa separação.

“Depois de alguns minutos, vimos os animais juntos,  um cuidando do outro”, disse Wu, que trabalha no laboratório de microbiologia de Yevgenia Kozorovitskiy.

Wu e os colegas então repetiram o experimento, mas estimularam o córtex dos animais em frequências diferentes das dos outros. Desta vez, os camundongos demonstraram muito menos vontade de se aproximarem.

O experimento, publicado em maio na revista Nature Neuroscience, se tornou possível  graças a uma nova tecnologia sem fios que permite que os cientistas observem - e manipulem  - os cérebros de múltiplos animais que interagem entre si.

'Não existe telepatia'

Quando a pesquisa sobre a chamada sincronização de ondas cerebrais foi divulgada nos anos 2000, alguns cientistas a menosprezaram por considerá-la parapsicologia, um campo excêntrica dos anos 60 e 70 em que as pessoas declaravam encontrar provas de fantasmas, de vida após a morte e de outras maravilhas do paranormal.

Em 1965, por exemplo, dois oftalmologistas publicaram na prestigiosa revista Science um estudo absurdo realizado com 15 pares de gêmeos idênticos. Cada gêmeo, com eletrodos no couro cabeludo, foi colocado em um quarto serparado e foi solicitado que piscasse os olhos a um comando. Em dois dos pares, segundo o estudo, um gêmeo mostrou padrões distintos de atividade cerebral, enquanto o irmão estava piscando no outro quarto. Os médicos a chamaram “indução extra-sensorial”.

“O trabalho é ridículo”, afirmou Guillaume Dumas, um fisiologista social da Universidade de Montreal, que estuda a sincronia cérebro a cérebro há mais de dez anos. Naquela época distante, ele disse, “havia muitos estudos com conclusões questionáveis do ponto de vista metodológico afirmando  demonstrar a sincronização inter-cérebro com duas pessoas”.

Entretanto, desde então, muitos estudos sérios descobriram sincronias cerebrais durante interações humanas, a começar por um artigo de 2002 que descrevia como coletar e fundir dados de dois scanners cerebrais simultaneamente, enquanto duas pessoas se dedicavam a um jogo competitivo. Isto permitiu que os pesquisadores observassem como ambos os cérebros eram ativados en resposta um ao outro. Em um artigo da Science, de 2005,  esta técnica de “hyperscanning” mostrou correlações de atividade nos cérebros de duas pessoas quando elas faziam um jogo baseado na confiança.

Em 2010, Dumas usou os eletrodos de escalpe para saber se quando duas pessoas imitavam espontaneamente os movimentos das mãos uma da outra, seus cérebros  mostravam  padrões de ondas acopladas. É importante que não havia um metrônomo externo - como uma música ou um jogo de virada - que estimulasse os pares a “se sintonizarem” entre si; isto aconteceu naturalmente no decorrer de sua interação social.

“Não há telepatia ou coisa assustadora em jogo”, disse Dumas. Interagir com alguém é complicado e exige um loop contínuo de atenção, previsão e reação. Faz sentido que o cérebro tenha alguma maneira de mapear simultaneamente ambos os lados desta interação - os comportamentos de uma pessoa e da outra - embora os cientistas ainda saibam muito pouco a respeito do mecanismo.

Pesquisas posteriores mostraram que a sincronia cerebral dependia da relação social das duas pessoas. Desconhecidos e casais têm aparentemente diferentes níveis de sincrona cerebral, por exemplo. Outro estudo constatou maior sincronia cerebral entre um líder e um seguidor do que entre dois seguidores.

A manipulação das cobaias

Os pesquisadores da Northwestern que realizaram o novo estudo publicado na Nature Neroscience estavam familiarizados com estes experimentos em humanos e animais sobre sincronia entre cérebros. “Parecia interessante e um pouco estranho”, disse Kozorovitskiy. Ela achou que o fenômeno poderia ser investigado ainda mais com um novo instrumento que eles criaram para manipular os cérebros - e as atividades - de animais.

O instrumento envolve a optogenética, uma técnica que usa uma pequena luz LED no cérebro de um animal para ativar distintos grupos de neurônios. (Um gene que codifica uma proteína sensível à luz, derivada de algas, é inserido inicialmente nos neurônios do experimento para que passem a responder.)

Mas estudar o comportamento social com a optogenética havia sido historicamente difícil porque a fonte de luz era tipicamente presa à cabeça do animal por meio de cabos de fibra óptica, o que interferia no comportamento normal do animal. Por isso, John Rogers, um engenheiro biomédico da Northwestern especializado em bioeletrônica, criou minúsculos dispositivos sem fios que, uma vez implantados, podem ser controlados remotamente por um computador próximo.

“Como tudo é implantado, os camundongos podem comportar-se naturalmente e podem interagir socialmente um com o outro naturalmente”, disse Rogers. “Não há cabos que podem se enroscar, e não há equipamento montado na cabeça” para que os ratos roam.

A ferramenta também permitiu que os pesquisadores controlassem independentemente múltiplos dispositivos - e vários animais - ao mesmo tempo. Rogers e Kozorovitskiy começaram a procurar uma maneira de testá-lo. Kozorovitskiy havia visto o estudo sobre células mostrando que a interação dos camundongos produz sincronismos no córtex pré-frontal medial. Talvez, ela pensou, o dispositivo optogenético possa testar a relação inversa. Sincronizando os cérebros de dois animais, os animais se tornarão mais sociais?

A resposta, como Wu descobriu naquela noite em março de 2020, foi sim. Os resultados podem sugerir que a sincronia do cérebro é um ativador causal do comportamento social - e é mais do que apenas um derivado de cérebros que realizam atividades semelhantes, ou têm pensamentos semelhantes, em um ambiente compartilhado.

“Não quero ser demasiado prescritiva ou fantasiosa a respeito disto, mas o espectro da socialidade humana é muito amplo e provavelmente existe um subconjunto de pessoas que não se importariam se fosse possível influir no seu grau de sociabilidade,” disse Kozorovitskiy, destacando que nós, em grande parte, já fazemos isto toda vez que encontramos amigos em um bar.

Ainda assim, prosseguiu, “não podemos sequer começar a pensar neste tipo de experimentos em um contexto clínico enquanto não compreendermos melhor o que está acontecendo”. /TRADUÇÃO DE ANNA CAPOVILLA

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