INSTITUTO DO CÉREBRO / IIEPBrincando com as palavras…ver se pão e pedra rimam ativa áreas concentradas do córtexINSTITUTO DO CÉREBRO / IIEP
A moral e a faculdade humana de fazer julgamentos morais ou emitir juízos de valor historicamente têm sido consideradas temas próprios dos filósofos, a ponto de terem constituído desde a Ética a Nicômaco, de Aristóteles, um campo quase autônomo da filosofia. Foi mais ou menos isso que um jovem neurocientista brasileiro ouviu dos revisores de uma respeitada publicação científica internacional quando tentou emplacar seu primeiro artigo com resultados sugestivos, constatados por ressonância magnética funcional, de que os córtex frontopolar e temporal anterior do cérebro eram ativados enquanto voluntários saudáveis desenvolviam determinada tarefa que envolvia julgamento moral. Recomendaram-lhe que melhor seria deixar a neurociência fora desses complicados meandros da ética para os quais só os filósofos demonstraram sempre a mais inequívoca aptidão.
Àquela altura beirando os 30 anos e confiante no que fazia, o jovem pesquisador não seguiu, claro, a sugestão. Em vez disso, reencaminhou o artigo cuja autoria dividia com um colega brasileiro e um norte-americano para o respeitado periódico Arquivos de Neuropsiquiatria, editado no Brasil, mas com circulação internacional garantida através da SciELO, a Scientific Electronic Library Online. E foi assim que as conclusões do estudo conduzido por Jorge Moll – é este o nome de nosso personagem – , apresentadas pioneiramente em 2000 na Sociedade Americana de Neurociência, apareceram nos Arquivos em um artigo assinado por ele, mais Paul J. Eslinger e Ricardo de Oliveira-Souza, sob o título Frontopolar and anterior temporal cortex activation in a moral judgmente task, em julho de 2001. Coincidentemente, a publicação ocorria no mesmo mês em que saía pela revista internacional que ele originalmente procurara o artigo de um grupo da Princeton University liderado pelo filósofo Joshua Greene, sobre o envolvimento direto das emoções nas decisões que implicam grandes dilemas morais.
A estratégia de Moll de não postergar a publicação do artigo ligado a um tema que sabia que tinha muito appeal, e encaminhá-lo logo para um periódico teoricamente de menor alcance, mostrou-se acertada para inseri-lo formalmente e sem mais delongas na cena internacional de seu campo de pesquisa: em 2000 ele via publicado na Neurology o primeiro trabalho no qual, entre 1997 e 1999, utilizara mais a fundo imagens do cérebro obtidas por meio da ressonância magnética funcional, técnica que, em termos simples e sintéticos, flagra imagens do cérebro em atividade. Vários outros se seguiram em diferentes publicações, como a NeuroImage e The Journal of Neuroscience, até o importante artigo de revisão dos fundamentos neurológicos do julgamento moral, “The neural basis of human moral cognition”, assinado por ele e mais Roland Zahn, Ricardo de Oliveira-Souza, Frank Krueger e Jordan Grafman, na Nature Reviews Neuroscience em outubro do ano passado.
Cérebro moral
Nesses poucos anos de afirmação consistente de seu trabalho de pesquisador sempre a partir das neuroimagens funcionais, Moll chegou a várias conclusões com grande potencial para produzir polêmicas. Por exemplo, a de que o lobo frontal do cérebro, sede por excelência das funções executivas segundo as mais respeitadas teorias vigentes, e que o manteriam firmemente engajado na solução de problemas difíceis e complexos por meio do raciocínio lógico, está também envolvido nas tarefas mais simples e rotineiras. “E aquilo que nesse lobo pode ser identificado como nosso cérebro moral é na verdade um sensor ativo o tempo inteiro, incansável, envolvido com as escolhas mais comezinhas, como, por exemplo, decidir se vou dormir mais um pouquinho ou não, e não somente com o julgamento de grandes questões, como o lançamento de uma bomba atômica sobre Hiroshima”, diz. Aliás, a capacidade de armazenar um grande repertório de situações e percebê-las em suas múltiplas interconexões permitiria a esse cérebro moral, entre outras coisas, antecipar que caminhos tomar muito antes de agir.
Outra conclusão do pesquisador, cujo artigo científico correlato está em fase de publicação, indica que uma mesmíssima área do sistema mesolímbico frontal é ativada quando uma pessoa toma uma decisão visando só sua recompensa financeira ou visando uma recompensa moral ainda que à custa de prejuízo financeiro. No estudo que produziu esse resultado, feito com apoio de imagens funcionais de altíssimo campo e no qual pessoas sadias tinham que tomar decisões reais com ganho ou perda de dinheiro real (até US$ 128), os voluntários recebiam uma lista de organizações filantrópicas de todos os matizes ideológicos, entre as quais estavam algumas em que tanto a organização escolhida quanto o aplicador ganhavam alguma coisa, outras em que só o aplicador ganhava e outras em que, caso aplicasse ali o seu dinheiro, ele perderia o valor correspondente.
O exemplo de Moll, hoje com 35 anos e pesquisador vinculado à Unidade de Neurociência Cognitiva e Comportamental da Rede D’Or, instituição privada do Rio de Janeiro – mas no momento baseado nos Estados Unidos, onde faz um pós-doc nos National Institutes of Neurological Disorders and Stroke, ligado aos Institutos Nacionais de Saúde (NIH) –, é altamente ilustrativo do que vem ocorrendo no país no âmbito dos estudos de neurociência fundados nas tecnologias da neuroimagem, em especial aquelas produzidas pela ressonância magnética funcional. Com auxílio destas imagens que fornecem algumas indicações temporais muito precisas do cérebro em funcionamento, pesquisadores buscam encontrar, entre outros achados, pari passu com seus colegas dos países mais desenvolvidos, a correspondência fisiológica nos neurônios de atos de linguagem, movimentos, julgamentos morais, emoções, sentimentos, comportamentos sociais etc., levados a efeito por pessoas saudáveis. E certamente têm contribuído para fazer avançar o conhecimento atual sobre o cérebro, ao mesmo tempo que indiretamente propõem novas vias para as abordagens clínicas de importantes doenças neurológicas.
INSTITUTO DO CÉREBRO / IIEPCriar palavras a partir de uma letra qualquer aciona áreas mais dispersas do córtexINSTITUTO DO CÉREBRO / IIEP
No entanto, em terreno tão vasto e pantanoso quanto é a expressividade do propriamente humano em cada homem ou mulher, há críticas, óbvio, ao que seriam os estreitos limites e o caráter bastante relativo das informações e conclusões que visam elucidá-la baseadas nas neuroimagens funcionais. E essas críticas começam no próprio meio dos neurocientistas para só depois estender-se a estudiosos das humanidades de variados matizes. “Essa maneira elegante, porque não invasiva, de tentar flagrar o funcionamento do cérebro tem alguns problemas, e tudo começa porque ela se passa ao modo de blocos de castelos”, diz o neurologista Fernando Cendes, chefe do Laboratório de Neuroimagem da Faculdade de Ciências Médicas da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
“Há sempre uma condição on e uma condição off ”, prossegue Cendes, “que são investigadas com o indivíduo dentro da máquina de ressonância magnética, e depois subtrai-se uma situação da outra para verificar o que a mais foi ativado no cérebro na situação on.” Ou seja, a tarefa de mexer os dedos das mãos seria uma situação on e, em seguida, ficar parado, seria a situação off. “Ora, quanto mais fino e complexo o que se quer investigar, por exemplo, o processo cognitivo ou o processo do pensamento, tanto mais difícil é propor a condição off. Não é possível propor seriamente a um voluntário, por exemplo, que ele não pense”, comenta. Um outro problema é que normalmente o voluntário dentro do tubo de ressonância magnética não pode falar (ele responde usualmente sim ou não manejando um joystick) e quase não pode se mover para além dos limitados movimentos que é instruído a fazer.
Atividade redundante
Cendes, um estudioso das epilepsias, observa também que há muita redundância na atividade cerebral, daí que determinado processo, o cognitivo, por exemplo, ativa áreas de modo muito semelhante a um outro, como o da atenção. E é precisamente por conta dessa redundância que, em determinadas circunstâncias patológicas, pode-se tirar grandes áreas do lobo frontal sem muitas seqüelas, porque outra área assume as funções ligadas àquelas que foram perdidas.
“Constatar aquilo que é ativado durante a execução de uma tarefa está ok, mas não se pode assegurar que é só e exclusivamente aquela área que está ativada nesse momento”, observa. Por isso há que se tomar todos os estudos baseados em ressonância funcional com certa cautela, porque, diz, ante o cérebro “ainda se está frente a um quebra-cabeça cheio de desafios, no qual nada é tão simples quanto pode parecer.” De qualquer sorte, as pesquisas baseadas em imagens funcionais têm, sim, vantagens, ele acrescenta. “São interessantes, importantes e têm acrescentado conhecimento ao funcionamento do cérebro.”
Atlas cerebral
Uma contribuição nesse sentido vem sendo oferecida por um grupo de pesquisadores originários de diferentes instituições e agora reunidos no Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein (IIEP), sob a direção de Carlos Alberto Moreira Filho. Vale lembrar aqui que o IIEP, vinculado ao Hospital Israelita Albert Einstein, é o parceiro privado de duas universidades estaduais e uma federal sediadas no estado – a Universidade de São Paulo (USP), a Unicamp e a Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) – no programa CinAPCe, sigla que, fazendo uma alusão às sinapses cerebrais, nomeia a Cooperação Insterinstitucional de Apoio à Pesquisa sobre o Cérebro. Essa iniciativa, que tem o suporte da FAPESP e deve entrar efetivamente em funcionamento até o começo de 2007 (veja Pesquisa FAPESP, edição 124), pode impulsionar os avanços nessa área de pesquisa que nos últimos anos vem claramente se constituindo com uma certa força no país.
A essa altura o IIEP, por conta de sua participação no CinAPCe, já adquiriu com recursos próprios um dos quatro equipamentos de ressonância magnética de alto campo com que essa rede de pesquisa do cérebro, cujo primeiro foco de investigação são as epilepsias, vai contar. São aparelhos com campo magnético de 3 Teslas, que permitem obter imagens cerebrais com definição e resolução espacial muito maiores do que as oferecidas pelas máquinas hoje em uso, de até 1,5 Tesla, e em menos tempo do que os pacientes teriam de gastar nas máquinas atuais.
Mas, antes mesmo que a nova máquina seja instalada, o IIEP vem trabalhando com os equipamentos disponíveis em uma série de projetos de pesquisa que se valem tanto da ressonância funcional quanto de sua combinação com outras técnicas de obtenção de imagens cerebrais. E, em alguns casos, há até uma estreita articulação do interesse da pesquisa com objetivos clínicos imediatos. Um exemplo é a obtenção de imagens que permitem reduzir o risco de atingir áreas ligadas a funções nobres durante uma cirurgia para a ressecção de tumores cerebrais. “Em breve as equipes do IIEP e do Hospital Albert Einstein iniciarão um protocolo em que a imagem da ressonância funcional será integrada a com um navegador no campo cirúrgico, permitindo assim a realização de cirurgias de altíssima precisão”, diz Moreira.
INSTITUTO DO CÉREBRO / IIEPBrincando com os movimentos: mexer os dedos da mão esquerda mobiliza neurônios de determidas áreas do córtex cerebralINSTITUTO DO CÉREBRO / IIEP
O sonho é livre e ilimitado, mas, para ficar em terreno mais concreto, um dos projetos relevantes do IIEP baseados em ressonância funcional é a montagem de um banco de dados visando à criação de uma espécie de atlas cerebral da população que procura o hospital, uma base normativa funcional que permita um sem-número de estudos comparativos da condição cerebral saudável com condições patológicas. Para começar esse banco, que deve ser compatível com os de vários países, até o momento 50 voluntários saudáveis, homens e mulheres com idades entre 18 e 54 anos, previamente submetidos a uma bateria de questionários psicológicos, se dispuseram a ficar por quase uma hora no equipamento de ressonância magnética realizando tarefas simples capazes de ativar áreas do cérebro ligadas a atividades motora, visual, de fluência verbal, sensibilidade táctil e linguagem específica (rimas, semântica, entre outras).
Dado que cada tarefa realizada no aparelho gera quase 3 mil imagens, como explicam o coordenador desse banco de imagens, o radiologista Edson Amaro Júnior, professor da Faculdade de Medicina da USP e pesquisador do IIEP, e a biomédica Maria Ângela Barreiros, que trabalha com ele, com os 50 voluntários que se apresentaram até aqui o banco já tem um total de 750 mil imagens obtidas por ressonância magnética funcional, que permitiram produzir 720 mapas de função cerebral.
Isso significa um material abundante para ser trabalhado na chamada pós-imagem, fase em que se refinam com ferramentas computacionais as informações muito borradas, digamos assim, captadas no equipamento de ressonância magnética e baseadas na diferença de oxigenação das áreas cerebrais sob exame antes de uma tarefa e durante ela – aquela história do off e do on. Nesse âmbito há um trabalho importante desenvolvido no IIEP sob a coordenação da cientista da computação Griselda Jara Garrido, que em diferentes projetos atua no desenvolvimento de metodologias que permitam a interpretação mais precisa das imagens cerebrais, para as articulações entre bancos de dados e outras fontes de informação.
Um desses projetos é a montagem de um laboratório de neuroinformática com uma estratégia de gerenciamento de conhecimento baseada na web e na computação de alta performance. “Estamos aproveitando a disponibilidade de ferramentas free (de uso livre) para montar um laboratório que, até o final de 2007, terá um cluster de 8 nós para processamento paralelo de imagens”, diz Griselda. Em termos simples, ela explica que todo o esforço da parte em que trabalha destina-se a explicitar o que diz a imagem gerada pelo equipamento de ressonância para que esse dados possa ser interpretado pelos neurologistas. Digamos que se trata de um meio de campo fundamental entre o radiologista e o neurologista.
A jovem pesquisadora participa com colegas da Universidade de Western Austrália de um estudo que demonstra que há efeitos estruturais sensíveis no cérebro decorrentes do uso continuado de cigarro, trabalho enviado para publicação na Neurobiology of Aging. Com o suporte da bolsa de jovem pesquisador concedida pela FAPESP, é também uma das autoras de um estudo sobre comportamento anti-social em desenvolvimento na Unidade de Neurociência Cognitiva e Comportamental (UNCC) do Labs-Hospitais D’Or, sob coordenação de Jorge Moll. Griselda observa que os chamados comportamentos anti-sociais só merecem atenção médica e psicológica quando se tornam recorrentes, crônicos, “e causam problemas em múltiplas esferas da vida”. E é aí que se aplica a expressão “desordem de comportamento anti-social”, ou ASBD.
O estudo de que ela participou acompanhou 15 pessoas com ASBD, com um grupo de controle de pessoas saudáveis da mesma faixa etária, gênero e grau de instrução, e valeu-se de um método que permite obter medidas de densidade e volume de substância cinzenta (morfometria baseada em voxel). Claro que as análises por região de interesse, fundamentadas na ressonância funcional, também foram utilizadas. E o que se achou, segundo Griselda, foi que “os resultados corroboraram a hipótese de que uma rede de regiões cerebrais envolvidas nos mecanismos de cognição moral e emoções morais está intimamente relacionada à gênese dos comportamentos anti-sociais na personalidade psicopática”. Imagens tridimensionais de cérebros mostram que houve ativação coincidente dessas áreas.
O Instituto do Cérebro do IIEP é na verdade, a despeito de seu ainda curto tempo de vida (foi criado em 2003), sede de vários outros projetos de pesquisa, envolvendo combinações variadas de técnicas de obtenção de imagens cerebrais. Se há uma preocupação em criar uma base normativa referencial de pessoas saudáveis, por outro lado cânceres, mal de Parkinson, Transtorno Obsessivo-Compulsivo (TOC) são algumas doenças no foco de pesquisadores do instituto. E se a ressonância funcional é uma ferramenta importante, a ressonância magnética estrutural, o eletroencefalograma, a combinação entre essas técnicas, e coisas novíssimas como diffusion tensor imaging, também têm um grande peso nos esforços do IIEP para ser incluído entre os centros de referência de pesquisa avançada de cérebro no país nos próximos anos.
Ainda que São Paulo seja o centro mais avançado dos estudos de cérebro no país e tenha a melhor infra-estrutura para esse tipo de pesquisa –“há mais ressonância magnética na avenida Paulista e arredores do que no conjunto dos países da América Latina”, como diz Fernando Cendes –, núcleos de pesquisa consistentes nesse campo distribuem-se por Porto Alegre, Curitiba e Rio de Janeiro, embora a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) não tenha uma só máquina de ressonância magnética apropriada para pesquisa. Mesmo com tamanha limitação, é em laboratórios dessa universidade, mais precisamente no Departamento de Neurobiologia do Instituto de Biofísica, onde é professora adjunta, que Claudia Vargas trabalha com mapas de atividade cerebral, valendo-se da ressonância magnética funcional, de eletroencefalogramas e de estimulação magnética transcraniana. Interessam-lhe muito as pequenas variações de excitabilidade dos neurônios do córtex cerebral, conseguidas aplicando-se um campo magnético breve no escalpo de voluntários. E o que ela quer verificar com isso?
Com a aplicação desses pulsos magnéticos no chamado córtex motor primário, região do cérebro que atua no controle dos movimentos corporais, Claudia consegue mapear alterações no nível de atividade cerebral associadas ao movimento de determinados músculos e identificar nesses mapas mudanças provocadas por problemas como amputações de membros. “Há uma representação dos movimentos dos membros no córtex motor. E se uma pessoa perde a mão, por exemplo, a representação do braço se expande para ocupar aquele espaço que era da mão”, explica.
Plasticidade neuronal
O que parece extraordinário é que, quando ocorre um transplante de mão, os músculos do doador progressivamente ganham uma representação no córtex motor. Claudia pôde verificar isso trabalhando desde 2002 com um grupo de pesquisa de Lyon, França, coordenado por Ângela Sirigu, que acompanhou os dois transplantes de mão realizados no Hospital Edouard Harriot sob o comando do cirurgião Jean Michel Dubernard. Os resultados obtidos por ressonância funcional por esse grupo de pesquisadores no primeiro paciente transplantado foram publicados em 2001 na Nature Neuroscience. “Fiz vários testes com os pacientes, e o que pensamos é que as reorganizações observadas no córtex cerebral após o transplante são possivelmente derivadas da mudança da atividade elétrica dos neurônios. Essa mudança, por sua vez, ocorre graças à reconexão dos nervos periféricos e ao uso do novo membro, resultados que reforçam a idéia de que existe plasticidade no cérebro adulto”, comenta Claudia, depois de informar que o grupo está fechando o artigo sobre essa parte da experiência.
No mesmo departamento da UFRJ, a professora adjunta Eliane Volchan vem trabalhando numa linha de pesquisa batizada de regulação da emoção, em que se tenta verificar quando e como conseguimos controlar nossas emoções. De novo, é a ressonância funcional que é a ferramenta básica para os estudos, portanto, cuida-se de verificar a ativação de determinadas áreas no córtex. Nos experimentos que mais recentemente ela realizou em colaboração com Jorge Moll, Letícia de Oliveira, da Universidade Federal Fluminense, e Luiz Pessoa, atualmente na Brown University, Estados Unidos, voluntários dentro do tubo de ressonância magnética desempenhavam a tarefa simplíssima de responder se duas barrinhas brancas sobre fundo preto na tela do computador tinham a mesma orientação ou não, o mais rapidamente possível. Simultaneamente, ora fotografias neutras, ora fotografias com conteúdo emocional forte (pessoas com o corpo danificado) eram mostradas rapidamente enquanto os voluntários desempenhavam a tarefa das barrinhas, e a instrução era para que cuidassem dessa tarefa, sem se importar com as fotos. Quando a foto aversiva aparecia, os voluntários demoravam mais para identificar a orientação das barras, uma indicação de que a emoção interfere no desempenho da tarefa. Em uma situação de controle, explicou-se que as fotos de mutilação eram resultado do trabalho de maquiagem em cinema. “Verificou-se que a interferência da emoção na realização da tarefa desaparecia quando as pessoas eram informadas de que as fotos aversivas eram fictícias”, conta Eliane. Em suas pesquisas Eliane tem trabalhado também com outros parâmetros, com as pessoas sendo experimentadas fora da máquina de ressonância. Indicativos de pressão, batimento cardíaco etc. são usados de forma complementar às imagens.
Os estudos com ressonância funcional têm sido feitos, até aqui, sempre com indivíduos saudáveis, no entanto eles parecem poder dizer alguma coisa sobre determinadas doenças também. E é importante ressaltar, ao mesmo tempo, que a primeira base para os estudos com indivíduos saudáveis foi fornecida pela pesquisa das doenças, em especial a epilepsia (veja quadro na página 43). “Quando trabalhamos com a diferença entre julgamentos factuais e julgamentos morais, vimos que duas regiões do lobo temporal, uma anterior e outra posterior, a chamada STS, famosas nos estudos com macacos e relacionadas nos humanos aos estímulos perceptuais complexos, estavam ativadas. Ora, essa região está envolvida de forma hipoativa em doenças como o autismo, em que a pessoa lida com os outros como objeto”, pondera Moll. Tudo bem, interações possíveis entre saúde e doença, senso moral e emoção à parte, o que parece improvável é que algum dia os filósofos acreditem que a noção de certo ou errado está fisiologicamente inscrita no cérebro humano.
Saber fundado na doença
A pesquisa com neuroimagens tomou corpo no começo dos anos 1990. Mas quando se inclui entre as tecnologias fundamentais para o avanço recente do conhecimento do cérebro a tomografia por emissão de pósitrons (PET) pode-se recuar seu marco inicial para a década anterior. Vale a pena, no entanto, ir ainda mais longe, chegar ali pelos anos 20 do século passado, para perceber como na verdade os estudos do cérebro saudável, com o suporte de técnicas como a ressonância magnética funcional, se enraízam na pesquisa de lesões e, especialmente, no conhecimento gerado durante as cirurgias que tentavam domar formas mais ou menos graves de epilepsia.
“Quando ia para uma cirurgia de epilepsia o paciente tinha o cérebro estimulado por uma corrente elétrica de baixa amperagem porque era preciso verificar qual área estava ligada à fala, ao movimento etc. Era uma situação em que esse estímulo era absolutamente necessário, já que o cirurgião ia retirar uma grande área do cérebro e procurava preservar suas funções mais nobres”, diz Fernando Cendes, chefe do Laboratório de Neurologia da Unicamp e um respeitado especialista em epilepsia. Décadas de experiências com essa circunstância complicada terminaram produzindo um mapeamento cerebral extremamente confiável. E ainda hoje, numa cirurgia, ou numa colocação de uma placa de eletrodos, a estimulação elétrica é o meio mais seguro para essa necessária preservação de funções.
Uma outra via, mais adiante, que conduziu ao maior conhecimento do cérebro foi a observação das seqüelas de infarto ou acidente vascular cerebral (AVC, o conhecido derrame) e as correlações estabelecidas entre os déficits funcionais que o paciente apresentava e aquilo que se percebia nas imagens, observa Cendes.
O pesquisador não tem dúvida, contudo, que foi a investigação da epilepsia, uma condição que pode ser causada por um número enorme de diferentes fatores, de um AVC a causas genéticas, passando por tumores, a maior responsável pelo avanço da pesquisa de cérebro no Brasil. “E não é só no país. Isso é tradicional no mundo todo: os centros que lidam com epilepsia sempre têm gente muito boa trabalhando também com funções cognitivas, porque pela necessidade clínica vai se esbarrando, no melhor sentido, com o avanço da pesquisa.”
Fernando Cendes observa que o Brasil é um país avançado, está no estado da arte, como se diz no meio, relativamente aos grupos de cirurgia de epilepsia. “Sem falsa modéstia, temos uma boa inserção em termos internacionais e não devemos nada aos países mais desenvolvidos”, diz. As condições tecnocientíficas dos vários grupos de pesquisa de cérebro também são muito boas. Mas, como em quase tudo no país, a contrapartida disso é um enorme despreparo dos médicos no sistema de saúde e problemas dramáticos como a incidência de doenças altamente evitáveis, como a neurocisticercose.
“Temos limitações que chegam a ser éticas, do gênero como fazer para usar um equipamento para os estudos, se ele é o mesmo para o diagnóstico dos pacientes? E aí o pesquisador trabalha no fim de semana, à noite.” Mesmo assim, o diagnóstico é: a área de neurociência é forte no país e tende a avançar bastante com programas como o CInAPCe.
