Novo estudo liga o tronco cerebral à vigília na consciência humana

Na base do cérebro encontra-se o tronco cerebral, um espesso feixe de células nervosas que, segundo uma nova investigação, poderá ajudar a manter a vigília na consciência humana.

As conclusões de uma equipa dos Estados Unidos e de França reforçam trabalhos anteriores e poderão conduzir a uma compreensão mais aprofundada dos estados alterados de consciência, incluindo o coma e o estado vegetativo.

Também poderão ajudar os investigadores a perceber porque é que algumas pessoas mantêm uma vaga perceção ou continuam atentas ao que as rodeia sob anestesia, enquanto outras chegam a «acordar» por completo durante uma cirurgia.

Apesar de cientistas e filósofos estudarem o cérebro e investigarem a consciência humana há séculos, este fenómeno continua a ser compreendido apenas de forma relativamente ampla.

A perspetiva atual divide a consciência - a capacidade de sentir o mundo e a nossa própria existência - em duas dimensões: ativação, ou vigília, e consciência.

O tronco cerebral e a consciência humana

Em 2016, investigadores da Faculdade de Medicina de Harvard identificaram pela primeira vez uma ligação entre o tronco cerebral, considerado responsável pela regulação da ativação, e regiões cerebrais associadas à consciência.

Entre doentes hospitalizados com lesões no tronco cerebral, a maioria dos doentes inconscientes apresentava danos numa zona específica denominada tegmento pontino dorsolateral rostral; apenas um doente consciente apresentava essa lesão. As imagens cerebrais também revelaram que a ligação entretanto identificada entre o tronco cerebral e duas regiões corticais estava interrompida em doentes em coma e em estado vegetativo.

O neurologista Brian Edlow integrou essa equipa. Para este novo estudo, trabalhou com colegas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Universidade de Tours, em França, porque o mapeamento das redes neuronais do tronco cerebral tem avançado menos do que os esforços para cartografar o córtex, a camada externa do cérebro.

Esta limitação deve-se, em parte, ao facto de as técnicas de neuroimagem não conseguirem distinguir a atividade de neurónios individuais agrupados no tronco cerebral, nem das redes que partem dessa região e se estendem para zonas superiores do cérebro.

A rede ascendente predefinida de ativação

No novo trabalho, Edlow e os seus colegas procuraram sinais de vigília em repouso: o estado em que o cérebro permanece em «modo de espera», capaz de processar informação, mas sem estar ativamente envolvido numa tarefa ou especialmente atento.

A equipa chamou a esta rede proposta, que se prolonga a partir do tronco cerebral, rede ascendente predefinida de ativação (dAAN) - «predefinida» porque não requer qualquer estímulo ativo - e esperava encontrar mais indícios das suas ligações aos centros corticais associados à consciência.

Essas ligações foram delineadas de forma aproximada através de várias técnicas em diversos estudos com animais, «mas a evidência anterior desta interconectividade é limitada no cérebro humano», escrevem Edlow e os colegas no artigo publicado.

Ligações entre a área tegmental ventral e o córtex

Os investigadores recorreram a ressonância magnética para examinar três cérebros doados à investigação após a morte. Analisaram ainda dados de ressonância magnética de outras 84 pessoas saudáveis, cujos cérebros foram examinados no âmbito do Projeto do Conectoma Humano, uma iniciativa liderada pelos Estados Unidos para mapear as ligações neuronais em todo o cérebro.

No mesencéfalo, identificaram um núcleo amplamente ligado na área tegmental ventral (VTA), que apresentava ligações extensas a outros nós recentemente mapeados da dAAN. A VTA também estava fortemente ligada a outra rede situada no córtex e conhecida pelo seu papel na consciência consciente.

Até agora, pensava-se que a VTA modulava sobretudo o comportamento e a cognição, dois processos muito ativos. Contudo, este estudo junta-se às evidências crescentes de que a VTA poderá também contribuir para manter a vigília e, por extensão, a consciência.

Foram igualmente identificadas duas outras ligações diretas entre o tronco cerebral e o córtex, que entrelaçam a ativação e a consciência: o feixe prosencefálico lateral e o feixe prosencefálico medial, localizados sob o lobo frontal do cérebro.

Os investigadores reconhecem que se trata de um estudo pequeno e que outros cérebros poderão revelar resultados diferentes. Perante um fenómeno tão difícil de definir e tão fluido como a consciência, existem também muitas outras interpretações sobre onde a consciência humana poderá estar localizada no cérebro ou de onde poderá emergir.

O estudo foi publicado na revista Medicina Translacional da Ciência.