Há muito se sabe que experimentar dois sentidos simultaneamente, como a visão e a audição, pode levar a respostas melhores em comparação àquelas observadas quando apenas um estímulo sensorial é percebido isoladamente. Por exemplo, uma presa em potencial que recebe pistas visuais e auditivas de que está prestes a ser atacada por uma cobra na grama tem mais chances de sobreviver.

Exatamente como múltiplos sentidos se integram ou interagem no cérebro tem sido uma área de fascínio para neurocientistas há décadas. Uma nova pesquisa realizada por uma colaboração internacional de cientistas da Universidade de Rochester e uma equipe de pesquisa em Dublin, Irlanda, revelou alguns novos insights importantes.

"Assim como a integração sensorial, às vezes você precisa da integração humana", disse John Foxe, Ph.D., diretor do Instituto Del Monte de Neurociência da Universidade de Rochester e coautor do estudo que mostra como a integração multissensorial acontece no cérebro.

Essas descobertas foram publicadas na Nature Human Behavior .

Esta pesquisa foi construída com base em décadas de estudo e amizade. Às vezes, as ideias precisam de tempo para se consolidar. A ciência tem um ritmo, e esta pesquisa é o exemplo perfeito disso.

Simon Kelly, Ph.D., professor da University College Dublin, liderou o estudo. Em 2012, seu laboratório descobriu uma maneira de mensurar as informações necessárias para uma decisão, coletadas ao longo do tempo no cérebro, usando um sinal eletroencefalográfico (EEG). Essa etapa deu sequência a anos de pesquisa que prepararam o terreno para este trabalho.

"Estávamos em uma posição única para lidar com isso", disse Kelly. "Quanto mais soubermos sobre a arquitetura cerebral fundamental subjacente a esses comportamentos elementares, melhor poderemos interpretar as diferenças nos comportamentos e sinais associados a essas tarefas em grupos clínicos e elaborar diagnósticos e tratamentos mecanicamente informados."

Os participantes da pesquisa foram solicitados a assistir a uma animação simples de pontos enquanto ouviam uma série de tons e a pressionar um botão quando notassem uma mudança nos pontos, nos tons ou em ambos.

Usando EEG, os cientistas conseguiram inferir que, quando mudanças ocorriam tanto nos pontos quanto nos tons, os processos de decisão auditiva e visual ocorriam em paralelo, mas se uniam no sistema motor. Isso permitiu que os participantes acelerassem seus tempos de reação.

Utilizando modelos computacionais, os pesquisadores tentaram explicar os padrões dos sinais de decisão, bem como os tempos de reação. Em um modelo, os acumuladores auditivos e visuais competem entre si para desencadear uma reação motora, enquanto o outro modelo integra os acumuladores auditivos e visuais e, em seguida, envia a informação ao sistema motor. Ambos os modelos funcionaram até que os pesquisadores adicionaram um pequeno atraso aos sinais sonoros ou visuais.

Então, o modelo de integração fez um trabalho muito melhor ao explicar todos os dados, sugerindo que, durante uma experiência multissensorial (audiovisual), os sinais de decisão podem começar em seus próprios caminhos sensoriais específicos, mas depois se integrar ao enviar as informações para áreas do cérebro que geram movimento.

"A pesquisa fornece um modelo concreto da arquitetura neural por meio da qual decisões multissensoriais são tomadas", disse Kelly. "Ela esclarece que processos de decisão distintos coletam informações de diferentes modalidades, mas seus resultados convergem para um único processo motor, onde se combinam para atender a um único critério de ação."

Na década de 2000, o Laboratório de Neurofisiologia Cognitiva de Foxe, que então ficava no City College, em Nova York, atraiu uma multidão de jovens pesquisadores, incluindo Kelly e Manuel Gomez-Ramirez, Ph.D., professor assistente de Ciências Cognitivas e do Cérebro na Universidade de Rochester e coautor da pesquisa.

Foi lá que Kelly passou seu período de pós-doutorado e teve seu primeiro contato com a integração multissensorial e as ferramentas e métricas usadas para avaliar a detecção audiovisual. Gomez-Ramirez, que era aluno de doutorado no laboratório na época, projetou um experimento para compreender a integração de estímulos auditivos, visuais e táteis.

"Nós três somos amigos há anos, mas temos origens muito diferentes", disse Foxe.

Mas estamos unidos por um interesse comum em responder a perguntas fundamentais sobre o cérebro. Quando nos reunimos, conversamos sobre essas coisas, trocamos ideias e, seis meses depois, algo surge. Este é um ótimo exemplo de que, às vezes, a ciência opera em um horizonte temporal mais longo.