domingo, 19 de outubro de 2008

Genes, Cérebros e Ambientes

Cada espécie possui um sistema nervoso que «utiliza para construir um modelo do seu mundo específico, limitado por uma actualização contínua através dos órgãos dos sentidos». (Richard Dawkins)
«O sistema genético e o sistema imunitário funcionam pois como memórias que registam o passado da espécie e o passado do indivíduo, respectivamente. Mas um ser vivo não é apenas o último elo de uma cadeia ininterrupta de organismos. A vida é um processo que se não limita a registar o passado, mas que se vira também para o futuro. Segundo parece, o sistema nervoso surgiu como aparelho para coordenar o comportamento de diversas células nos organismos multicelulares. Tornou-se depois máquina registadora de determinados acontecimentos da vida do indivíduo. E, finalmente, tornou-se capaz de inventar o futuro». (François Jacob)
Critiquei num post anterior o princípio do egoísmo genético elaborado por Richard Dawkins, evidenciando as suas implicações ideológicas, mas devo reconhecer que este princípio influenciou a teoria do cérebro que tenho procurado formular há alguns anos. No dia 8 de Abril de 2001, escrevi um texto do qual vou reproduzir alguns parágrafos:
«O cérebro como máquina de fabricar ilusões: vários indicadores neurofisiológicos, neuropatológicos e psicobiológicos apontam nesse sentido ou, pelo menos, podem ser interpretados em função deste conceito. É certo que tratar o cérebro como "máquina" implica a ideia subjacente de um "maquinista", mas, de momento, não pretendo pensar no "maquinista" que nos lançou no mundo para desempenharmos "papéis" que não "escolhemos representar". Em vez disso, pretendo pensar o cérebro como um órgão pré-programado geneticamente para produzir "ilusões". Se a "metáfora" da máquina implica a ideia de maquinista, então, em vez de um ou dois, temos vários maquinistas: os genes que, em cooperação, criaram um "órgão de relação" (Charles Sherrington), cuja função básica é criar ilusões ou simulações que permitam uma adaptação contínua e inteligente ao meio em constante mudança. O cérebro ilude os outros e ilude-se a si mesmo, criando um "mundo de ilusões". Qual a vantagem selectiva de um órgão de relação e de união criador de ilusões? Em ruptura com as teorias ambientalistas, a plasticidade neuronal possibilita uma abertura ao mundo sem no entanto se libertar do envelope genético. (...) A ideia é simples: os genes criaram um órgão flexível (hardware) que lhes facilita a tarefa de deixarem cópias de si mesmos. O cérebro não só permite adaptações mais flexíveis ao meio em constante mudança, substituindo o ADN numa parte importante de registar os ambientes, como também produz um mundo favorável, a cultura, à perpetuação dos genes. O princípio do egoísmo genético deve ser alargado ao cérebro na sua totalidade morfológica, funcional e comportamental, nomeadamente ao "eu", sem esquecer que o genoma humano é um "campo de batalha".»
Ora, o conceito de cérebro como máquina de produzir ilusões foi posteriormente elaborado por Dawkins, a partir da linguagem da tecnologia da realidade virtual, enquanto eu recorria na altura aos dados da neurofisiologia das toxicodependências, da neurofarmacologia e da medicina da dor. Além disso, o meu modelo estipula a existência de um Quarto Cérebro, além do cérebro triuno de Paul MacLean (o cérebro de réptil, filogeneticamente mais antigo e anatomicamente constituído pelo diencéfalo e estruturas encefálicas ainda mais antigas, responsável fundamentalmente pela coordenação do funcionamento visceral e pelos fenómenos de relação com o peri-mundo, o cérebro de paleomamífero, filogeneticamente intermédio, representado pelas estruturas que constituem o sistema límbico, responsável pelo olfacto e fenómenos psíquicos que estão relacionados com o olfacto, como as actividades instintivas e afectivas, e o cérebro neomamífero, filogeneticamente mais recente, que permite ao homem estar dotado de capacidades de elaboração cognitiva e que é constituído pela quase totalidade dos hemisférios cerebrais, com excepção do diencéfalo e as zonas que o forram), um cérebro "racional" localizado, em parte, nos lóbulos pré-frontais, um cérebro especificamente humano, capaz de produzir ilusões ilimitadas: mundos imaginários, simbólicos ou virtuais que procuram exorcizar a angústia primordial. Neste "software de realidade virtual", como diz Dawkins, a linguagem é fundamental, porque é ela que permite ao pensamento libertar-se das sensações e do meio imediato, meramente utilitário, e projectar-se no futuro. Ambas as teorias são redutoras: primeiro, porque atribuem aos genes um papel fundamental na construção das arquitecturas neurais, e segundo, porque assentam numa co-evolução software/hardware que, no meu caso, pode ser "superada" por outra hipótese mais epigenética, talvez uma versão actual da teoria da epigénese por estabilização selectiva formulada por Jean-Pierre Changeux, segundo a qual "a actividade (espontânea ou provocada) só actua na disposição de neurónios e de conexões que já existiam antes da interacção com o mundo exterior. A epigénese exerce a sua selecção em disposições sinápticas pré-formadas. Aprender é estabilizar combinações sinápticas pré-estabelecidas. É também eliminar as outras". Porém, os modelos das toxicodependências e da tecnologia da realidade virtual que inspiram estas teorias do cérebro têm implicações diferentes: inicialmente encarei a minha teoria do cérebro como antropologia neurobiológica fundamental, que, mais tarde, reformulei em função da antropologia filosófica, de modo a suavizar o neuroreducionismo subjacente à teoria da evolução cultural.
Dawkins é claro quando afirma que "o cérebro funciona como um sofisticado computador de realidade virtual": "O cérebro é o computador a bordo do corpo, não pela forma que funciona, mas pelo que faz na vida do animal", "simular o mundo com algo equivalente ao software de realidade virtual". Isto significa que Dawkins explora a analogia entre cérebro e computador. A neurobiologia explica facilmente como um número limitado de células neurais interage para produzir um comportamento simples: nos animais invertebrados e nalguns animais vertebrados inferiores, uma única célula pode desencadear uma sequência complexa de comportamentos. Porém, no cérebro humano, nenhuma função complexa é desencadeada por um único neurónio. A mediação neural do comportamento comporta três etapas distintas (A.R. Luria), a entrada sensorial, o processamento intermediário e a saída motora, e cada um destes componentes é mediado por um grupo definido de neurónios, podendo recrutar muitas vezes diversos grupos de neurónios paralelos. Processamento paralelo é a designação dada à utilização de diversos grupos de neurónios, ou de diversas vias, para a condução de informação semelhante. Este tipo de processamento constitui uma boa estratégia evolutiva para o desenvolvimento de um cérebro mais potente, porque aumenta a riqueza e a confiabilidade do funcionamento do sistema nervoso. Além do processamento paralelo, o sistema nervoso utiliza outra estratégia, a localização das funções: aspectos específicos do processamento de informação estão localizados em regiões particulares do cérebro. Assim, por exemplo, o cérebro possui dois tipos de mapas ou de representações: o mapa das percepções sensoriais e o mapa dos comandos motores, cujas interligações ainda não são bem conhecidas. Os neurónios que compõem essas representações, motores, sensoriais ou interneurais, não diferem significativamente nas suas propriedades eléctricas, embora tenham funções diferentes, devido às conexões que estabelecem no cérebro. Isto significa que são estas conexões formadas durante o desenvolvimento do cérebro que determinam a participação da célula no comportamento: as funções e as operações lógicas de uma representação só podem ser compreendidas pela definição do fluxo de informação pelas conexões da rede.
No campo da ciência da computação chamado Inteligência Artificial, desenvolveram-se modelos por computador para estudar estas conexões em rede, utilizando inicialmente modelos com processamento em série que simulavam os processos cognitivos superiores, tais como reconhecimento de padrões, aquisição de nova informação, memória e desempenho motor. Apesar de resolverem bem muitos problemas, incluindo algumas tarefas difíceis como por exemplo jogar xadrez, estes modelos em série tinham desempenho fraco e lento noutras computações que o cérebro humano executa bem e com rapidez, tais como o reconhecimento de caras ou a compreensão da fala. Por isso, os neurobiólogos (Stein, Grillner, Selverston & Stuart) que modelam o funcionamento neural começaram a usar o processamento por componentes em paralelo e distribuídos: os chamados modelos de conexão (connectionistic models), nos quais os elementos da computação, distribuídos por todo o sistema, processam simultaneamente informação relacionada. Os resultados são consistentes com os dos estudos fisiológicos: a complexidade das conexões entre os inúmeros elementos torna possível o processamento de informação complexa. Isto significa que os neurónios individuais realizam computações complexas, porque estão interligados de forma organizada e diversa no sistema nervoso, e estas interligações podem ser modificadas durante o desenvolvimento e, mais tarde, pela aprendizagem (a sinapse de Hebb, por exemplo). A nossa individualidade depende desta plasticidade das relações entre os neurónios no sistema nervoso. (CONTINUA)
J Francisco Saraiva de Sousa

11 comentários:

J Francisco Saraiva de Sousa disse...

Evito entrar em domínios morfológicos e funcionais para não dificultar a compreensão do texto.

Por enquanto, resolvi omitir os aspectos fundamentais que caracterizam o quarto cérebro que resulta de uma subdivisão do terceiro cérebro de MacLean: envolve logicamente aspectos do self nas suas relações com os outros.

F. Dias disse...

Trabalhos interessantes Francisco.

Dawkins defende-se muitas vezes dos seus críticos dizendo que é preciso entender o sentido metafórico de muitas explicações que dá. Mas se a metáfora do computador para o cérebro humano é fraca, a metáfora da máquina ainda é muito mais. Certo vocabulário metafórico em vez de clarificar obscurece. Tanto engana aplicar, mesmo que metaforicamente, predicados simbólicos do computador ao cérebro, como predicados psicológicos que só se devem aplicar ao ser humano, e envolvido relacionalmente e contextualmente com o mundo.

Não há qualquer rejeição da minha parte em relação às metáforas, como é óbvio. O problema está nas confusões conceptuais que elas depois podem gerar. Não há problema em utilizar a metáfora dos mapas cerebrais. Mas já é complicar quando se diz que o cérebro com os mapas cerebrais, que são representações essenciais, interpreta o mundo. Não se pode fazer uma analogia, por exemplo, com os mapas dos atlas e a sua relação com os seus leitores.

Por exemplo, não há problema nenhum em ensinar a uma criança de dois anos que a mesa tem ‘pernas’. Mas estaríamos a defraudar-lhe a inteligência se depois lhe mandássemos calçar umas ‘meias’.

J Francisco Saraiva de Sousa disse...

Sim, concordo e, no próximo, espero mostrar que, mesmo no uso dessas metáforas, há um hóspede não desejado: o espírito humano que não se deixa reduzir. Por isso, é preciso assumir de vez que, além do mundo físico, há o mundo do espírito humano e suas criações. Qualquer descrição implica o sujeito que a faz: a teoria deve ter isso em conta.

J Francisco Saraiva de Sousa disse...

Tanto a máquina como a tecnologia da realidade virtual implicam o "sujeito": o eu subjectivo.

Não há como escapar ao uso das metáforas: aqui reside o "segredo" da linguagem e do pensamento simbólico.

J Francisco Saraiva de Sousa disse...

As metáforas da máquina e do computador são equivalentes; não usei "máquina" para me referir a um tipo particular de máquinas ou a máquina a vapor; longe disso! O que interessa no modelo são as iluões/simulações.

J Francisco Saraiva de Sousa disse...

Porém, embora as analogias possam ter os seus limites, as teorias construídas a partir delas respondem bem aos testes experimentais: as próprias ilusões visuais (R. Gregory), a da máscara oca e o reconhecimento das caras são bem explicadas pelos modelos. Mas mais importante que a realidade virtual limitada é a realidade virtual ilimitada e, neste domínio, a analogia deixa de ser relevante: imaginação, sonhar acordado, cálculos sobre futuros hipotéticos, enfim, como diz Jacob, "inventar o futuro". Isto quer dizer que, partindo de analogias limitadas, fortes ao nível das percepções sensoriais, alcançamos, através da hierarquia cerebral, o nível verdadeiramente humano: o uso de símbolos que também são usados para "enganar" e "iludir". Aqui reside a força do meu modelo.

F. Dias disse...

Certo,
O cérebro é um órgão de relação, mas em si não cria, não interpreta. Quem cria e quem interpreta é o ser humano. Possuidor de um cérebro, é claro, que sem ele não criaria nada.

É verdade que nos abrimos ao mundo por intermédio da plasticidade cerebral. E esta depende do envelope genético que o condiciona para certas coisas, mas não para todas. Há uma circularidade na qual não se sabe o que começou primeiro: o estímulo exterior ou o comportamento ao encontro do estímulo. A partir da história corporalizada, em actuações com significado, surge a criatividade, o espírito. E não se pode separar o cérebro do corpo, entre os quais existe uma dinâmica recíproca. Esta circularidade e recorrência da acção na inter-relacionalidade é fundamental e universal.

J Francisco Saraiva de Sousa disse...

Certo, mas nesse caso é preciso aceitar o dualismo interaccionista de John Eccles ou versão similar. Só referi uma unidade funcional; existem outras e estão hierarquizadas.

Sim, por isso, falei de co-evolução.

J Francisco Saraiva de Sousa disse...

Ah, há um aspecto que me distancia de Dawkins: o modelo dele não pretende descrever a organização funcional do cérebro, aquilo que me interessa. Ele não leva em conta outras unidades funcionais que envolvem hormonas ou outros mensageiros. E depois entra pelos memes... (assunto do próximo post). Porém, se não tivesse ficado restringido à percepção visual, poderia ter ido mais longe, recorrendo aos modelos de Lorenz ou de Tinbergen.

O mais curioso é que as metáforas implicam o "eu subjectivo". Daí que uma teoria completa deva integrá-lo. :)

J Francisco Saraiva de Sousa disse...

Fernando Dias

"Há uma circularidade na qual não se sabe o que começou primeiro: o estímulo exterior ou o comportamento ao encontro do estímulo."

Exacto: a noção de filtros dispostos de modo hierarquico, no fundo o conceito de mecanismo desencadeador inato de Lorenz que não estão localizados apenas perifericamente mas também centralmente (Tinbergen). Existem muitas unidades!

J Francisco Saraiva de Sousa disse...

Os comportamentos apetitivos, etc, etc. Motivação! :)