Tronco cerebral poderá sustentar a vigília na consciência humana

Na base do cérebro encontra-se o tronco cerebral, um espesso feixe de células nervosas que, segundo uma investigação recente, poderá manter a vigília na consciência humana.

As conclusões de uma equipa dos Estados Unidos e de França reforçam trabalhos anteriores e podem conduzir a uma nova compreensão de estados alterados de consciência, incluindo o coma e o estado vegetativo.

Também poderão ajudar a explicar porque algumas pessoas conservam uma vaga perceção ou permanecem atentas ao que as rodeia durante a anestesia, enquanto outras chegam a «acordar» por completo durante uma cirurgia.

Apesar de cientistas e filósofos estudarem o cérebro e investigarem a consciência humana há séculos, esta continua a ser compreendida apenas em termos relativamente imprecisos.

A perspetiva atual separa a consciência - a capacidade de sentir o mundo e a nossa própria existência - em duas dimensões: ativação, ou vigília, e consciência do que nos rodeia.

Tronco cerebral e consciência humana

Em 2016, investigadores da Harvard Medical School identificaram pela primeira vez uma ligação entre o tronco cerebral, que se considera regular a ativação, e regiões cerebrais associadas à consciência.

Entre doentes hospitalizados com lesões no tronco cerebral, a maioria dos pacientes inconscientes apresentava danos numa zona específica, denominada tegmento pontino dorsolateral rostral; apenas um doente consciente tinha uma lesão nessa área. As imagens cerebrais também revelaram que a ligação então identificada entre o tronco cerebral e duas regiões corticais estava interrompida em pacientes em coma e em estado vegetativo.

O neurologista Brian Edlow integrou essa equipa e iniciou este novo estudo com colegas do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e da Universidade de Tours, em França. A investigação procurou superar o atraso no mapeamento das redes neuronais do tronco cerebral, em comparação com os esforços dedicados ao córtex, a camada externa do cérebro.

Parte dessa limitação deve-se ao facto de as técnicas de neuroimagem não conseguirem distinguir a atividade de neurónios individuais agrupados no tronco cerebral nem das redes que dele partem em direção às regiões superiores do cérebro.

A rede ascendente predefinida de ativação

Neste trabalho, Edlow e os seus colegas procuraram sinais de vigília em repouso: um estado de «modo de espera», no qual o cérebro consegue processar informação, embora não esteja envolvido ativamente numa tarefa nem particularmente atento.

Os investigadores chamaram rede ascendente predefinida de ativação, ou dAAN, à proposta rede que se estende a partir do tronco cerebral. O termo «predefinida» refere-se ao facto de não exigir estímulos ativos, e a equipa esperava encontrar mais indícios das suas ligações aos centros corticais de consciência.

Estudos realizados em vários animais e com diferentes técnicas já tinham delineado, de forma geral, estas conexões. No entanto, Edlow e os colegas escrevem no artigo publicado que «as evidências anteriores desta interconectividade são limitadas no cérebro humano».

A equipa recorreu a ressonância magnética para examinar três cérebros post-mortem doados à investigação. Analisou ainda dados de ressonância magnética de 84 pessoas saudáveis, cujos cérebros tinham sido examinados no âmbito do Human Connectome Project, uma iniciativa liderada pelos Estados Unidos para mapear as ligações neuronais em todo o cérebro.

No mesencéfalo, os cientistas detetaram um centro amplamente ligado na área tegmental ventral (VTA), que demonstrou conectividade extensa com outros nós recentemente mapeados da dAAN. A VTA também estava fortemente conectada a outra rede situada no córtex, conhecida pelo seu papel na consciência.

Até agora, considerava-se que a VTA modulava sobretudo o comportamento e a cognição, dois processos muito ativos. Contudo, o estudo junta-se a evidências crescentes de que a VTA poderá também contribuir para sustentar a vigília e, consequentemente, a consciência.

Foram igualmente identificadas duas outras ligações diretas entre o tronco cerebral e o córtex, que unem ativação e consciência: o feixe prosencefálico lateral e o feixe prosencefálico medial, localizados sob o lobo frontal do cérebro.

Os autores reconhecem que se trata de um estudo pequeno e que outros cérebros poderão revelar resultados diferentes. Perante um fenómeno tão complexo e mutável como a consciência, existem também muitas outras interpretações sobre o local onde a consciência humana poderá estar no cérebro ou sobre a forma como nele poderá surgir.

O estudo foi publicado na Science Translational Medicine.