" Todos os seres vivos conhecidos que subsistem, crescem e se reproduzem neste planeta – as árvores e as flores, os fungos e os cogumelos, a riqueza extraordinária da vida animal, nas águas, no ar e na terra, incluindo o humano seres, juntamente com o mundo imensamente variado de bactérias e protistas invisíveis – todos mantêm e propagam-se pelos mesmos mecanismos, sem dúvida herdados de uma forma ancestral comum. A revelação é impressionante. Assim, a percepção de que o impulso humano implacável de entender tem, apenas em nossos tempos, revelado os segredos da vida para nós ".
Christian De Duve, Evolução da vida .
A origem e a evolução da vida na Terra foram descritas em termos do surgimento de ordens de complexidade aceleradoras e hierárquicas (Pettersson, 1996). A história da vida na Terra e a história relativamente breve da evolução biológica e cultural humana são rápidas, com implicações profundas para a compreensão de todos os aspectos do nosso desenvolvimento da vida útil.
Notavelmente, tudo o que vive é feito de uma ou mais células, e todas as células vivas evoluíram a partir de células que viveram em nosso planeta cerca de 3,5 bilhões de anos atrás (De Duve, 2002). Em um relato fascinante da evolução, Pettersson (1996) define nove níveis integrativos de entidades naturais: três na faixa física (ou seja, partículas fundamentais, átomos, moléculas), três na faixa biológica (ie, entidades intermediárias, células comuns e organismos multicelulares) e três na faixa social (ou seja, famílias de uma mãe, sociedade mulifamiliar e sociedade de estados soberanos). Rastreando o surgimento temporal de um nível integrativo a partir do nível abaixo, e usando estimativas de massa para rastrear o tempo de duplicação quantitativa de entidades inovadoras, Pettersson concluiu o seguinte:
Contudo, a aceleração que observamos agora na evolução cultural pode ainda facilitar nosso sucesso adaptativo como espécie, assumindo que podemos gerenciar o aumento acelerado de complexidade que essa evolução cultural implica. Em todos os campos da nossa vida na Terra, a medida em que podemos gerir a complexidade será fundamental para o nosso sucesso futuro. Abaixo, quero falar sobre desenvolvimento e envelhecimento da vida e um estudo recente onde investigamos os marcadores biológicos de complexidade.
A história da vida humana na Terra é uma história não só de acelerar a complexidade, mas também uma história de crescimento populacional e envelhecimento. Desde que os Neandertais foram invadidos por uma onda populacional de Homo sapiens há cerca de 100 mil anos (Mayr, 2002), a população global de seres humanos vem crescendo, envelhecendo e vivendo mais tempo. Na virada do século XIX, a população mundial era de aproximadamente um bilhão de pessoas. Em 1900, 1,7 bilhão de pessoas moravam no planeta. A população humana superou os 6 bilhões no ano 2000. Em 2050, espera-se que mais de 9 bilhões de pessoas ocupem 148,939,100 km² de terra. Aqui, eles cooperarão e competirão para sobreviver, adaptar e florescer. Os seres humanos experimentaram um crescimento sem precedentes em grande parte em consequência da evolução da infra-estrutura social e da cultura – melhoria do saneamento e condições de vida, melhoria do conhecimento e das instalações médicas, mudanças na organização familiar, social, econômica e política (Moore, 1993) .
O estudo dos organismos unicelulares e multicelulares nos diz que a vida funciona como um sistema de energia delicado, um sistema cuja energia é parcialmente utilizada para se manter, por exemplo, através da nutrição, crescimento, excreção, movimento de massa de suas partes e reprodução (Sherrington , 1955). Dentro de cada sistema vivo, há trabalhos de construção incessante de todos os tipos que ocorrem – a energia deve ser conquistada de tal forma que o trabalho de viver possa ser sustentado – trabalho que compensa o grau contínuo e variável de decadência dentro do sistema. O equilíbrio entre o ganho e a perda de energia ao longo do tempo pode ser descrito como um equilíbrio dinâmico (Bertalanffy, 1968). Os sistemas vivos sustentam sua vida, explorando formas externas de energia. Ao reunir energia e usá-la de maneiras que se mantenham, um sistema vivo pode alcançar a estabilidade e consistência necessárias nos padrões de relações funcionais necessárias para a adaptação dentro de um ambiente mutável. Em outras palavras, o sistema pode perseguir consistentemente a variedade de metas do sistema que ajudam a mantê-lo vivo e bem. Nesse sentido, os sistemas vivos podem ser descritos como sistemas auto-organizados, auto-reguladores e dinamicamente estáveis (Bertalanffy, 1968; Kauffman, 1993).
No contexto da busca dos objetivos do sistema, é indubitável que a complexidade cognitiva seja adaptável em muitos aspectos da vida. Como parte da dinâmica evolutiva mais ampla, a complexidade cognitiva, a inteligência fluida, a velocidade de processamento e o controle executivo no Homo sapiens mostram um padrão normativo de aumento desde a infância até a idade adulta e posterior decadência na velhice (Fischer, 2006; Hogan, 2004). Notavelmente, as doenças relacionadas com a idade, como a demência, são acompanhadas por decrementos no funcionamento cognitivo (Anderson e Craik, 2000; Grady and Craik, 2000; Hogan, 2004; Hogan et al., 2003) e alguns pesquisadores argumentaram que esse declínio pode ser explicado em parte por uma perda geral de complexidade com o envelhecimento e a doença (Goldberger et al., 2002; Kaplan et al., 1991; Lipsitz, 2002). Os pesquisadores estiveram interessados em identificar potenciais marcadores biológicos de complexidade em um esforço para entender melhor as trajetórias do desenvolvimento da vida útil e recentemente analisamos as medidas de entropia EEG como potenciais marcadores candidatos de complexidade biológica.
EEG é um método de imagem cerebral que envolve colocar eletrodos em pontos específicos no couro cabeludo. Esses eletrodos permitem medir a atividade elétrica em diferentes regiões do cérebro. A entropia dos sinais EEG é um índice das características de irregularidade ou imprevisibilidade de tais sinais. Tem-se argumentado que biosignais mais complexos ou imprevisíveis são indicativos de um sistema biológico mais flexível e adaptável, mais saudável, mais resiliente e que tenha uma ótima capacidade geral para atingir vários objetivos de sistema (Goldberger et al., 2002; Kaplan et al., 1991; Lipsitz, 2002).
Nós realizamos um estudo onde medimos a entropia do EEG em adultos mais jovens, adultos mais velhos e adultos idosos cognitivamente recusados que realizaram 1 SD abaixo dos pares correspondentes à idade e à educação (Hogan et al., 2012). Medimos a entropia eletrofisiológica de cada pessoa em quatro condições experimentais: olhos fechados (5 minutos), olhos abertos (5 minutos), enquanto aprendemos uma lista de palavras apresentadas em uma tela de computador e, mais tarde, durante um teste de reconhecimento de memória. As métricas de entropia foram computadas em seis regiões corticais diferentes: frontal esquerda, frontal direita, esquerda temporal, direita temporal, direita parietal e direita parietal.
Os resultados do estudo revelaram um aumento significativo da entropia dos olhos fechados para os olhos abertos à tarefa, consistente com a idéia de que os índices de entropia são sensíveis ao aumento das demandas de processamento de informações. Havia também uma tendência segundo a qual os adultos idosos em declínio apresentavam menor entropia do que os adultos mais velhos no lóbulo frontal, sendo essa diferença maior no hemisfério esquerdo durante a fase de codificação do experimento. Além disso, os adultos jovens apresentaram maior assimetria hemisférica, mais precisamente, maior entropia no direito relativo ao hemisfério esquerdo no lobo temporal e maior entropia na esquerda relativa ao hemisfério direito no lobo parietal. Os controles mais antigos também mostraram uma diferença limítrofe entre ambos os hemisférios no lobo temporal na mesma direção que os adultos mais novos, sugerindo novamente um padrão de assimetria hemisférica em medidas de entropia. No entanto, adultos idosos cognitivamente declinados não demonstraram diferenças significativas entre a entropia do hemisfério esquerdo e direito. Nossos resultados sugerem que o declínio cognitivo na velhice não está simplesmente ligado a níveis mais baixos de entropia em regiões-chave do cérebro, mas sim uma combinação de níveis tanto diferenciados quanto diferenciados de estados de entropia através do cérebro (ver também O'Hora et al., 2013 ).
É importante compreender os mecanismos que ajudam a explicar o declínio cognitivo relacionado à idade e à doença e a perda associada do funcionamento adaptativo. Acreditamos que as medidas da entropia podem nos fornecer uma visão única da natureza do declínio cognitivo relacionado à idade e à doença. Pesquisas adicionais são necessárias para entender os vínculos dinâmicos entre a complexidade biológica e nosso sucesso adaptativo e bem-estar durante todo o período de vida. Compreender os fatores que promovem e sustentam a complexidade e protegem contra o declínio cognitivo relacionado à idade e à doença será um foco importante para a pesquisa futura.
A maior questão para nós é se a aceleração que agora observamos na evolução cultural pode ou não facilitar o sucesso adaptativo global e a saúde sustentada e o bem-estar da nossa crescente população adulta mais velha. Nossa esperança é que em 2050, não só veremos 9 bilhões de pessoas ocupando 148.939,100 km² de terra, mas veremos uma comunidade global onde as pessoas vivem vidas mais longas, mais felizes e saudáveis - uma comunidade onde as pessoas estão cada vez mais apoiando-se e trabalhando cooperativamente para promover nossa sobrevivência, adaptação e florescimento continuados. Embora os seres humanos tenham experimentado um crescimento sem precedentes em seus números como conseqüência da evolução da infra-estrutura social e da cultura, a próxima fase de nossa evolução cultural certamente deve envolver investimentos maiores e mais equilibrados no nosso desenvolvimento da vida e na saúde e no bem-estar dos nossos crescimento da população adulta mais velha. Talvez haja um décimo nível integrativo de entidades naturais além dos nove que Pettersson define. Como você acha que o décimo nível deve parecer?
Michael Hogan (Twitter) e Nicola Hohensee (Twitter).
Referências
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