O cérebro divide a visão entre seus dois hemisférios — o que está à sua esquerda é processado pelo seu hemisfério direito e vice-versa —, mas sua experiência com cada bicicleta ou pássaro que você vê passando é perfeita. Um novo estudo realizado por neurocientistas do Instituto Picower para Aprendizagem e Memória do MIT revela como o cérebro lida com essa transição.

“Para algumas pessoas, é surpreendente ouvir que existe alguma independência entre os hemisférios, porque isso não corresponde exatamente à forma como percebemos a realidade”, diz Earl K. Miller , Professor Picower no Instituto Picower e no Departamento de Ciências do Cérebro e Cognitivas do MIT. “Em nossa consciência, tudo parece estar unificado.”

Há vantagens em processar separadamente a visão em cada lado do cérebro, incluindo a capacidade de monitorar mais coisas ao mesmo tempo, descobriram Miller e outros pesquisadores , mas os neurocientistas estão ansiosos para entender completamente como a percepção acaba parecendo tão unificada.

Liderada pelo bolsista da Picower, Matthew Broschard, e pelo pesquisador Jefferson Roy, a equipe de pesquisa mediu a atividade neural no cérebro de animais enquanto eles rastreavam objetos que cruzavam seu campo de visão. Os resultados revelam que diferentes frequências de ondas cerebrais codificavam e transferiam informações de um hemisfério para o outro antes da travessia, e então mantinham a representação do objeto em ambos os hemisférios até que a travessia fosse concluída. O processo é análogo à forma como corredores de revezamento passam o bastão, como uma criança balança de uma barra de macaco para outra e como torres de celular transferem uma chamada de uma para outra enquanto um passageiro de trem passa por sua área. Em todos os casos, ambas as torres ou mãos seguram ativamente o que está sendo transferido até que a transferência seja confirmada.

Para conduzir o estudo, publicado em 19 de setembro no Journal of Neuroscience , os pesquisadores mediram tanto os picos elétricos de neurônios individuais quanto as diversas frequências de ondas cerebrais que emergem da atividade coordenada de muitos neurônios. Eles estudaram o córtex pré-frontal dorsal e ventrolateral em ambos os hemisférios, áreas cerebrais associadas às funções executivas do cérebro.

As flutuações de potência das frequências de onda em cada hemisfério revelaram aos pesquisadores uma história clara sobre como o cérebro dos participantes transferia informações do hemisfério "emissor" para o hemisfério "receptor" sempre que um objeto-alvo cruzava o centro do seu campo de visão. Nos experimentos, o alvo era acompanhado por um objeto distrator no lado oposto da tela para confirmar que os participantes estavam conscientemente prestando atenção ao movimento do objeto-alvo, e não apenas olhando indiscriminadamente para qualquer coisa que aparecesse na tela.

As ondas "gama" de frequência mais alta, que codificam informações sensoriais, atingiram o pico em ambos os hemisférios quando os sujeitos olharam pela primeira vez para a tela e novamente quando os dois objetos apareceram. Quando uma mudança de cor sinalizou qual objeto era o alvo a ser rastreado, o aumento da gama foi evidente apenas no hemisfério "emissor" (no lado oposto ao objeto alvo), como esperado. Enquanto isso, a potência das ondas "beta" de frequência um pouco mais baixa, que regulam a atividade das ondas gama, variou inversamente com as ondas gama. Essa dinâmica de codificação sensorial foi mais forte nas localizações ventrolaterais em comparação com as dorsolaterais.

Enquanto isso, duas bandas distintas de ondas de baixa frequência apresentaram maior potência nas localizações dorsolaterais em momentos-chave relacionados à realização da transferência. Cerca de um quarto de segundo antes de um objeto-alvo cruzar o centro do campo de visão, as ondas "alfa" aumentaram em ambos os hemisférios e atingiram o pico logo após a passagem do objeto. Já as ondas da banda "teta" atingiram o pico após a conclusão da passagem, apenas no hemisfério "receptor" (oposto à nova posição do alvo).

Acompanhando o padrão de picos de onda, dados de picos de neurônios mostraram como a representação cerebral da localização do alvo se propagava. Usando um software decodificador, que interpreta as informações representadas pelos picos, os pesquisadores puderam ver a representação do alvo emergir na posição ventrolateral do hemisfério emissor quando foi inicialmente sinalizada pela mudança de cor. Em seguida, puderam observar que, à medida que o alvo se aproximava do centro do campo de visão, o hemisfério receptor se juntava ao hemisfério emissor na representação do objeto, de modo que ambos codificavam a informação durante a transferência.

Em conjunto, os resultados mostraram que, após o hemisfério emissor codificar inicialmente o alvo com uma interação ventrolateral de ondas beta e gama, um aumento dorsolateral de ondas alfa fez com que o hemisfério receptor antecipasse a transferência, espelhando a codificação da informação alvo pelo hemisfério emissor. O pico de alfa ocorreu logo após o alvo cruzar o centro do campo de visão e, quando a transferência foi concluída, o pico de teta ocorreu no hemisfério receptor, como se dissesse: "Entendi".

E em testes onde o alvo nunca cruzou o meio do campo de visão, essa dinâmica de transferência não foi aparente nas medições.

O estudo mostra que o cérebro não está simplesmente rastreando objetos em um hemisfério e então os captando novamente quando eles entram no campo de visão do outro hemisfério.

Mas eles também observam, com base em outros estudos, que o sistema de coordenação inter-hemisférica pode, às vezes, parecer entrar em colapso em certas condições neurológicas, incluindo esquizofrenia, autismo, depressão, dislexia e esclerose múltipla. O novo estudo pode fornecer insights sobre a dinâmica específica necessária para o sucesso desse sistema.

Além de Broschard, Roy e Miller, os outros autores do artigo são Scott Brincat e Meredith Mahnke.

O financiamento para o estudo veio do Escritório de Pesquisa Naval, do Instituto Nacional de Olhos dos Institutos Nacionais de Saúde, da Fundação Freedom Together e do Instituto Picower para Aprendizagem e Memória.