CIÊNCIA VIVA – A Gravidade e o Cérebro

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Das
quatro forças fundamentais do universo é, curiosamente, a mais fraca aquela que
manifestamente mais está presente ao longo das nossas vidas – a força da
gravidade (as restantes são a força electromagnética, a nuclear forte e a
nuclear fraca). Em virtualmente qualquer actividade humana, a gravidade
constrange os nossos movimentos e acções e constitui uma presença inescapável
em qualquer contexto terrestre. Mais, manteve-se uma constante muito antes de o
primeiro humano caminhar sobre a terra e assim continuará até que o último
venha a perecer. Sendo não só pervasiva como altamente regular, um animal que
tenha em conta os seus efeitos terá vantagens óbvias pois poderá antecipar as
suas consequências e adequar os seus comportamentos a um mundo dinâmico sujeito
às leis da física. Com efeito, um crescente volume de investigações tem, nas
últimas décadas, acumulado evidências a favor de que nosso cérebro contem
mecanismos sofisticados que parecem calcular e prever os efeitos da gravidade
terrestre em objectos móveis, designados por “Modelos Internos da Gravidade”. Estes parecem desempenhar um papel
de destaque na nossa percepção, actuando de uma forma parecida com uma
simulação de computador: dados de entrada provenientes dos nossos sentidos (em
particular da visão, mas não só) fornecem parâmetros iniciais acerca da posição
e velocidade de um objecto com base nos quais os modelos internos da gravidade
computam a sua trajectória futura.
Este
processo é tão mais relevante se se tiver em conta que a transmissão de
impulsos ao longo das fibras e células neuronais não é instantânea – por
exemplo, entre o momento em que a luz reflectida por um qualquer objecto atinge
a retina nos nossos olhos até ao momento em que as áreas visuais do córtex
respondem a essa estimulação, podem passar cerca de 100 milissegundos (0,1
segundos). Ainda que à primeira vista este seja um intervalo negligenciável, um
pequeno exemplo convencê-la-á do contrário: para um guarda-redes que procure
interceptar com sucesso uma bola de futebol que se desloque a 20 metros por segundo (o
máximo registado aproxima-se dos 35 m/s), um erro temporal de 100 milissegundos
significa que quando o cérebro assinala a posição da bola esta encontra-se na
realidade 2 metros
adiante! E isto sem considerar o tempo necessário para elaborar e executar uma
resposta adequada. Que consigamos, dentro de limites razoáveis, interagir com
sucesso com o mundo à nossa volta sem erros grosseiros de sincronização é,
pois, digno de nota. E, porém, se assim não fosse, dificilmente se concebe que
pudéssemos ter evoluído enquanto espécie para sequer, entre outras actividades,
jogar futebol.
No
laboratório, e de uma forma global, estes modelos são tipicamente estudados
requerendo aos participantes que executem uma certa acção, de natureza motora
ou perceptiva, perante um objecto em movimento (real ou mostrado num ambiente
virtual) cujos parâmetros dinâmicos são cuidadosamente controlados. Num estudo
já clássico (McIntyre, Zago, Berthoz, & Lacquaniti, 2001), os
participantes, um grupo de astronautas a bordo do vaivém Columbia (missão Neurolab)
e, portanto, num ambiente de ausência de gravidade, deveriam interceptar uma
pequena bola lançada num movimento “descendente”. Estudos prévios haviam já
mostrado que, na superfície terrestre, os músculos do braço tendem a
contrair-se cerca de 200 milissegundos antes de a bola atingir a mão,
independentemente da altura de que esta é solta. Como um objecto em queda livre
acelera em direcção ao centro da terra, um tempo constante para a contracção
muscular preparatória implica que essa pode ser efectuada quando a bola se
encontra a diferentes distâncias da mão, o que sugere que de alguma forma os
humanos conseguem antever com grande precisão temporal o momento de intercepção
da bola. No caso de ausência de gravidade, a bola ao invés de acelerar movia-se
com uma velocidade constante (no estudo em causa, a bola era disparada “do
tecto” do vaivém a uma velocidade adequada).
Os
resultados mostraram que os músculos dos braços se contraíam significativamente
mais cedo em relação à trajectória da bola, como se o cérebro do astronauta
antecipasse uma aceleração da bola, congruente com a gravidade terrestre,
apesar de essa estar ausente. De certa forma, este resultado sugere que a
gravidade está de tal forma embutida no funcionamento cerebral que, mesmo
escapando aos seus efeitos físicos, levamo-la connosco sob a forma de um modelo
neuronal.
Hoje
dispomos já de várias evidências que concorrem para esta ideia base e alguma
confiança quanto à localização cortical onde um possível modelo interno da
gravidade possa ser instanciado – na chamada juntura parieto-temporal (uma zona
associativa, com ligações ao aparelho vestibular e áreas motoras). Vários
investigadores estão, hoje em dia, activamente envolvidos em clarificar o
funcionamento destes modelos internos, sendo este um tópico de estudo em franco
crescimento do qual, esperamos, venham a surgir num futuro próximo novas
descobertas.
Nuno Alexandre de Sá Teixeira
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