O Prêmio Nobel Cat III

( Nota: Esta é parte de uma série de postagens que estou escrevendo em conjunto com o meu novo livro, The Tale of the Dueling Neurosurgeons .)

Os dois posts anteriores nesta tríade exploraram, primeiro, como os experimentos com gatos forneceram a primeira visão real dos centros de visão do cérebro e, segundo, como os experimentos com gatinhos provaram que os cérebros dos animais possuem "janelas críticas" durante a infância, durante as quais eles devem experimentar certas sensações ou então seus cérebros não serão conectados adequadamente. Hoje, vou continuar esse tema felixitous com outra história de neurociência de gato, sobre os hemisférios esquerdo e direito.

O neurocientista Roger Sperry certamente teve uma das experiências mais gratificantes da escola de pós-graduação de todos os tempos: ambos ao prosseguir seu Ph.D. no início da década de 1950 e, enquanto servia como pós-doutorado, acabou demolindo o trabalho da vida de seu conselheiro com algumas experiências devastadoramente simples. (Você pode ler sobre os detalhes completos aqui – o schadenfreude é delicioso.)

Depois de se estabelecer como professor na Cal Tech, Sperry decidiu investigar o corpus callosum, o principal feixe de fibras nervosas que liga o hemisfério esquerdo e direito. A maioria dos cientistas na época suspeitava que o corpo caloso desempenhasse um papel na comunicação inter-hemisférica. Mas isso foi apenas um palpite, e certas provas argumentaram contra isso: os raios-X revelaram que algumas pessoas nasceram sem um corpo caloso e pareciam bem. Então, Sperry decidiu testar a teoria da comunicação inter-hemisférica em gatos.

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Especificamente, ele abriu os crânios de alguns gatos e cortou seus calos corpus, dividindo seus cérebros em dois. (Além da dor de abrir o couro cabeludo, a cirurgia não prejudicou os gatos, já que o próprio cérebro não pode sentir dor). Depois que os gatos se recuperaram, Sperry ensinou-os a navegar em um labirinto ao usar um remendo de olho. Como esperado, depois de várias tentativas, esses gatos "split-brain" poderiam negociar as voltas e voltas sem problemas.

Mas quando Sperry trocou o patch para o outro olho e colocou o gato de volta ao labirinto, aconteceu algo engraçado: começou a se perder novamente. Por quê? Em primeiro lugar, além de cortar seus calos corpus, Sperry havia endurecido os nervos da ótica dos gatos, de modo que um olho forneceu informações apenas a metade do cérebro. (De acordo com a fiação cruzada geral do cérebro, ele conectou o olho esquerdo ao hemisfério direito e vice-versa). Assim, o remendo do olho, ao bloquear a visão em um olho, também restringiu a informação a metade do cérebro de cada gato.

Em segundo lugar, quando a informação chegou naquela metade do cérebro, permaneceu presa lá, em um silo, por causa do corpus callosum cortado. Como resultado, mesmo que cada gato de cérebro dividido pudesse aprender o labirinto com a metade do cérebro, quando Sperry trocou o remendo – forçando a outra metade do cérebro a navegar – o gato não tinha idéia de onde ir de repente. Crucialmente, isso não aconteceu com gatos de controle de cérebro completo. Eles podiam navegar tão bem com os dois olhos, independentemente do olho que eles usassem para aprender o labirinto, porque seus calos de corpus intactos podiam compartilhar qualquer informação entre os dois hemisférios.

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No geral, este era um acordo bastante grande por si próprio – prova real de que o propósito do corpo caloso era compartilhar informações entre os hemisférios esquerdo e direito. Mas isso levou a uma visão maior do cérebro humano.

Para ver por que, temos que dar um rápido desvio para a epilepsia. Ninguém sabe bem o motivo, mas a separação cirúrgica do corpo caloso pode reduzir a taxa e intensidade das convulsões. Assim, no início da década de 1960, alguns pacientes com epilepsia severa cortaram os calos do corpo, transformando-os em pessoas com cérebro dividido.

Os testes de acompanhamento mostraram que os pacientes apresentaram um desempenho notável bem depois: a cirurgia forneceu o primeiro alívio real que muitos conheciam em décadas, e isso não ocorreu com efeitos colaterais discerníveis. Ainda assim, alguns desastres recentes com neurocirurgias agressivas – o amnésico HM sendo o melhor exemplo – deixaram os cirurgiões envolvidos cautelosos. Eles queriam ter certeza de que não havia nenhum efeito colateral espreitador. Então eles convocaram Sperry, um especialista mundial no corpo caloso, para testar os pacientes. A neurociência (especialmente a neurociência pop) nunca foi a mesma.

Não vou acreditar nos detalhes experimentais, mas Sperry colocou os pacientes na frente de uma tela e depois exibiu fotos no lado esquerdo ou no lado esquerdo. Desta forma, muito parecido com os manchas oculares dos gatos, ele poderia canalizar a informação para o hemisfério esquerdo ou direito sozinho. E, novamente, devido à falta de corpus callosum, a informação não poderia escapar desse hemisfério. Em outras palavras, Sperry efetivamente isolou cada hemisfério, algo que não era possível, já que a grande maioria de nós tem um corpo caloso intacto.

O que Sperry descobriu o surpreendeu. Pela primeira vez, os cientistas poderiam provocar os diferentes talentos e habilidades do cérebro esquerdo e direito. Você pode ter ouvido antes que o hemisfério esquerdo é mais lógico, ou que ele faz um melhor trabalho de saltar de detalhes para leis e princípios gerais. Enquanto isso, o hemisfério direito reconhece os rostos melhor, faz um trabalho melhor em tarefas espaciais, como objetos rotativos mentalmente, e lida com música e outras coisas "arty" de uma maneira superior. Todo esse trabalho surgiu de Sperry e sua coorte de cérebro dividido.

Certamente, algumas pessoas hoje se deixam levar com o pensamento do "cérebro esquerdo" versus o pensamento do "cérebro direito", e Sperry não apoiou as manifestações mais idiotas disso. Mas há diferenças reais e genuínas entre o que o cérebro esquerdo e direito vê o mundo. E sem o trabalho de Sperry – primeiro em gatos de cérebro dividido e, em seguida, em seres humanos de cérebro dividido – nós permaneceríamos ignorantes desse incrível aspecto do cérebro humano.

Como uma coda para essas três postagens de blogs, gostaria de notar que os protagonistas das duas primeiras postagens, Torsten Wiesel e David Hubel, e o protagonista deste, Roger Sperry, todos compartilharam o Prêmio Nobel de fisiologia / medicina em 1981. Francamente, o Comitê Nobel parece ter reunido arbitrariamente, sem um tema unificador. Mas uma coisa que os uniu foi a decisão de usar gatos para o seu trabalho mais crucial. Como observei no primeiro post, a neurociência mudou em grande parte para o uso de ratos e macacos, e com uma boa razão. Mas alguns dos últimos conceitos do século passado brotaram diretamente do cérebro de nossos amigos felinos mais próximos.