O que acontece no cérebro durante a inconsciência

Nova pesquisa explora o colapso na comunicação entre as regiões do cérebro.

Sob anestesia, a comunicação entre as áreas do cérebro torna-se mais localizada.

Fonte: iStock / torwai

A primeira manifestação pública de cirurgia sob anestesia ocorreu em 1846. Em 1847, as pessoas já estavam teorizando sobre o que poderia estar acontecendo no cérebro enquanto uma pessoa estava inconsciente. Mais de 170 anos depois, ainda estamos nos perguntando. Os mistérios permanecem sobre todas as formas de inconsciência – sono, sedação, anestesia profunda e comas. Mas três trabalhos recentes de uma equipe de pesquisadores da Michigan Medicine acrescentaram um pouco ao que sabemos sobre como nosso cérebro reage quando mergulhamos na inconsciência.

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“Não é como se um interruptor de luz fosse acionado, é mais um processo de desconexão”, diz o anestesiologista George Mashour, autor de todos os três artigos. “A natureza de como a informação é processada é realmente a chave”. Em outras palavras, o cérebro não se fecha sob anestesia (embora possa ser feito exatamente isso com doses muito altas de drogas). Em vez disso, a maneira como os neurônios se comunicam e enviam sinais um ao outro se torna cada vez mais localizada, criando ilhas isoladas de atividade. Nesse estado, há muito menos conectividade em todo o cérebro. As conversas são todas locais, e não interurbanas, segundo Mashour e sua equipe, que incluem o neurofisiologista Anthony Hudetz e o físico UnCheol Lee.

Como diretor do Centro de Ciência da Consciência da Escola de Medicina da Universidade de Michigan, Mashour faz parte de uma rica tradição de anestesistas que investigam a consciência – não um interesse surpreendente, já que esses médicos passam os dias colocando pessoas para dentro e retirando-as novamente. Quando ele fala sobre consciência, Mashour não significa livre-arbítrio ou autoconsciência: “Estamos falando principalmente da experiência, e do pensamento geral de que a integração ou a síntese da informação é crítica para a experiência consciente”.

Em 2004, como residente em Harvard, ele publicou uma teoria que semeou as sementes do trabalho que está fazendo hoje: “Eu estava me fazendo a pergunta, por que os anestésicos funcionam?” Na época, o papel da integração da informação também conhecido como ligação cognitiva, foi uma grande questão na neurociência. As pessoas queriam saber como diferentes áreas do cérebro processam informações à medida que chegam de diferentes áreas sensoriais, como visão e audição. “Como o cérebro obtém todas essas informações juntas de tal forma que temos essa experiência unificada e unida?”, Pergunta Mashour. “O que eu propus era que talvez os anestésicos trabalhassem não apenas fechando tudo, mas inibindo esses processos de integração. Talvez a anestesia seja um tipo de desvinculação cognitiva ”.

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Mashour não foi o único a pensar desta forma. Mais notavelmente, o neurocientista Giulio Tononi, da Universidade de Wisconsin, especialista em sono e consciência, publicou uma importante teoria no mesmo ano relacionada à integração da informação no cérebro. Mashour, que iniciou sua vida acadêmica estudando filosofia, continuou a trabalhar na questão desde então.

Cada um dos trabalhos recentes de seu grupo, publicado no Trends in Neurociências, no Journal of Neuroscience e Frontiers in Human Neuroscience, aborda uma parte ligeiramente diferente do “colapso da comunicação” no cérebro inconsciente. Em conjunto, o trabalho analisou diferentes áreas neurais durante a sedação, a anestesia cirúrgica e um estado vegetativo, e mostrou não apenas que a comunicação se torna mais localizada, mas também que o processamento da informação também diminui. Usando o EEG para espionar a atividade elétrica do cérebro, a equipe tornou a complexa tarefa de medir a integração de informações no cérebro mais gerenciável. Eles foram capazes de identificar os diferentes estados de consciência que estavam estudando com base em suas medições.

Essencialmente, eles foram capazes de medir o que eles chamam de “o estado de modularidade” em uma rede cerebral. “A modularidade é uma medida de como o cérebro está conectado”, diz Mashour. “Quanto mais ilhas você tem, maior a modularidade e menor a medida da integração.”

Que tal dormir? Os pesquisadores da consciência pensam no sono e na anestesia como estados distintos que compartilham certos traços, diz Mashour:

[Este trabalho] sugere que uma das principais características do estado anestesiado ou inconsciente é que você tem um colapso ou uma fragmentação da rede. Isso também foi mostrado para o sono. Tem sido demonstrado para certos distúrbios da consciência. Eu acho que está emergindo como um tema consistente.

Mesmo que todos esses estados de inconsciência mostrem falhas de comunicação semelhantes no cérebro, uma diferença importante e intrigante é como saímos delas. “Por que você pode reverter o sono em alguns segundos, sacudindo alguém, você pode reverter a anestesia em questão de minutos depois de interromper a droga, mas pode levar anos, se é que se recupera, de um estado patológico?” pergunta Mashour. Ele e outros no campo esperam que, um dia, se os pesquisadores puderem entender melhor o que está por trás dessas diferenças, esse conhecimento pode ser usado para ajudar as pessoas a sair de coma ou estados vegetativos. “Podemos pensar em engenharia ou reengenharia do surgimento desse estado da maneira como o cérebro faz quando sai da anestesia”, diz Mashour.

Além dessas implicações clínicas, Mashour espera que seu trabalho continue a acrescentar-se ao que sabemos sobre a experiência humana. “Estamos tentando entender como monitoramos melhor a anestesia”, diz Mashour, “mas o outro lado da moeda é que estamos usando esses anestésicos como ferramentas para tentar ver o que é a consciência no cérebro”.

Direitos de autor: Lydia Denworth 2018.

Referências

Huang, Zirui et al. “Escalas temporais de dinâmica do sinal BOLD intrínseco e conectividade funcional em estados farmacológicos e neuropatológicos de inconsciência.” Journal of Neuroscience (2018): 2545-17.

Mashour, George A. e Anthony G. Hudetz. “Correlatos Neurais do Inconsciente em Redes Cerebrais de Grande Escala.” Tendências em neurociências (2018).

Kim, Hyoungkyu e outros. “Estimar a medida de informação integrada Phi de eletroencefalografia de alta densidade durante vários estados de consciência em humanos.” Frontiers in Human Neuroscience 12 (2018): 42.