Mais sobre a “piscada” e o Lag-1 Sparing…

     Muito bom ver nos comentários que o post foi realmente interessante. Como eu disse, o Attentional Blink foi descoberto apenas de 1992, o que torna sua pesquisa muito recente. Desde então, muita coisa foi descoberta sobre o funcionamento e os motivos para a existência dessa “piscada”, os quais eu pretendo explicar aqui.

     No entanto, antes de mais nada, cabe uma observação interessante. Nenhum de vocês, leitores do blog, percebeu uma característica interessante no gráfico exposto com os resultados (ou talvez tenham percebido e não quiseram comentar nada). Essa característica é o Lag-1 Sparing, ou “poupada” da atenção para os casos de Lag-1. Vejam o gráfico novamente:

     O gráfico mostra que, para as situações em que a segunda letra é exibida LOGO APÓS a primeira letra, sem números entre elas, ambas são detectadas com surpreendente sucesso! Hehehe, algo totalmente inesperado, tão inesperado que os inúmeros gráficos mostrando resultados de Attentional Blink desde 1992 sempre apresentavam este pico para Lag-1, mas, assim como para vocês, leitores, esse resultado passou despercebido (ou, mais provavelmente, ignorado) até mesmo para a comunidade científica! Foi somente no ano 2000 que esse efeito foi estudado com maior cautela.

     O Lag-1 sparing - “poupada” da atenção para casos de Lag-1 (segunda letra logo após a primeira) –, juntamente com a “piscada” descrita anteriormente comprovam o seguinte: numa tarefa de detecção de duas letras numa seqüência de números, a detecção da segunda é normal caso ela venha logo após a primeira, cai abruptamente caso ela venha dentro de um período de 200ms a 500ms após a primeira, e retorna a níveis normais caso venha após 700ms.

     Esse fato curioso, ao ser descoberto e publicado em 2000, contribuiu mais ainda para que o assunto “Attentional Blink” se tornasse mais “pop” na comunidade científica do que já era. Todos tentavam entender o que era isso que acontecia no cérebro que proporcionava resultados tão inesperados! Muitos vieram com teorias sobre o funcionamento da atenção, mas uma delas é mais amplamente aceita atualmente.

     Ela diz que, basicamente, o que acontece é que o cérebro divide essa tarefa de reportar as letras observadas em tarefas intermediárias: primeiro ele “seleciona” o que deve ser observado (através da atenção), em seguida ele armazena o item observado na memória de trabalho (sendo que o tempo de armazenamento depende da complexidade do item), para, só em seguida, ser possível recuperar o tem na memória de trabalho e reportá-lo como resposta. Esse processamento serial faz com que o cérebro “descarte” estímulos que aconteçam durante outra atividade que não a da atenção. Por exemplo, se a segunda letra aparecer enquanto a primeira ainda está sendo armazenada na memória, o cérebro a descarta. Caso a segunda letra apareça depois de concluído o armazenamento da primeira, ela é notada e pode ser também armazenada na memória para ser em seguida reportada.

     Essa teoria explica ainda o acontecimento de Lag-1 sparing, que seria conseqüência de uma identificação simultânea das letras, e armazenamento também simultâneo das mesmas. Ou seja, o cérebro não precisa esperar terminar a identificação e armazenamento da primeira letra, ele simplesmente o faz com ambas as letras ao mesmo tempo! No entanto, se a primeira letra começa a ser armazenada na memória, então a segunda deve esperar a conclusão desse armazenamento. Simples, né?

     Ótimo, tudo estaria muito bem explicado, se não fosse a última constatação experimental sobre o Attentional Blink e o efeito de Lag-1 sparing – e, na minha opinião, a mais interessante! O que é esperado acontecer se o cérebro armazena duas letras AO MESMO TEMPO na memória? As letras são armazenadas desordenadamente! A que veio primeiro pode ser reportada como sendo a segunda, e vice-versa. Esse pressentimento de que o cérebro se atrapalha todo quando armazena duas coisas ao mesmo tempo na memória foi então observado experimentalmente, reforçando ainda mais a teoria descrita acima.

     Ei, mas por que o cérebro “pisca” então? Que história é essa? O parágrafo acima sugere uma ótima resposta. Apesar de que muitos de vocês possam ter pensado que a “piscada” da atenção é algo indesejado, e só atrapalha a nossa vida, ela nada mais é do que um truque do cérebro para organizar as informações ordenadamente. Ou seja, numa situação em que as duas letras são apresentadas, o cérebro primeiro identifica a primeira e começa a armazená-la na memória. Durante esse período ele “desliga” a atenção do resto do mundo, como que pedindo um tempo para colocar “ordem na casa”, e só em seguida ele recebe mais informação a ser processada e armazenada. É tudo uma questão de ordem, e quem sabe mesmo o que está fazendo é o cérebro.

     Pode confiar! Mais uma vez, o cérebro demonstra ser mais complexo e completo (e interessante) do que nunca! E, mais uma vez, eu me empolgo e escrevo um post ultra-gigante, que so com muita paciência (e atenção) mesmo para ler.

Uma “piscada” da atenção?

     Supressão do processamento visual numa tarefa de apresentação visual serial acelerada: Uma “piscada” da atenção? A grosso modo, essa seria a tradução do título do artigo científico que primeiro publicou a descoberta do chamado “Attentional Blink”, em 1992. Este post será o primeiro de uma série que vai descrever, em linhas gerais, o que se trata a minha pesquisa no MIT. Se você não entendeu bulhufas do que está escrito acima, fique tranquilo, este post promete explicar.

     O Attentional Blink, traduzido aqui como “piscada” da atenção, trata-se de artifício cerebral que desliga temporariamente a atenção do indivíduo, de modo a organizar eficientemente as informações recebidas. Possui esse nome por ser um processo análogo à piscada dos olhos, que, de tempos em tempos, suprime também a visão da pessoa por alguns centésimos de segundos. Mas antes de entrar em maiores detalhes vamos estabelecer um nível mínimo de entendimento para facilitar a comunicação.

     Em primeiro lugar, vejamos do que se trata essa apresentação visual serial acelerada. RSVP – Rapid Serial Visual Presentation – é um tipo de experimento no qual estímulos (números, letras, palavras, imagens, etc) são apresentados em seqüência a uma taxa tipicamente de 10 por segundo. Suponha, por exemplo, um experimento no qual imagens de fotografias são apresentadas na tela de um computador, cada uma ocupando cerca de 50% do espaço da tela, sempre localizadas no centro. Cada foto permanece na tela por 100ms, dando lugar à próxima em seguida.

     A primeira constatação interessante é a de que a identificação de imagens acontece muito mais rapidamente do que se poderia imaginar. Num experimento como o descrito acima, por exemplo, é possível identificar cada uma das imagens mesmo a uma taxa de 10 por segundo. Entretanto, dada a quantidade enorme de informação num intervalo curto de tempo, o cérebro simplesmente “descarta” toda essa informação que não é usada – o que, em termos técnicos, é explicado pela memória icônica.

     Entretanto, numa situação em que a pessoa à qual são apresentadas as imagens é solicitada a verificar a ocorrência ou não de uma foto de um objeto específico, nessa mesma taxa de 10/s, as pessoas acertam em 90% dos casos. Por exemplo, se numa série de fotografias de paisagens a pessoa for instruída a detectar a ocorrência de uma ponte, ela o faz com sucesso em 90% dos casos. Quem faz esse papel de selecionar, dentre todas as figuras apresentadas, aquela solicitada é a atenção.

Exemplo de RSVP – Apresentação Visual Serial Acelerada – na qual uma seqüência de imagens são apresentadas a uma taxa de 10/s 

     Mas afinal, o que é atenção? Apesar de todo mundo saber o que é, não é fácil definir a atenção em termos técnicos. Mas uma boa definição talvez fosse: “Atenção é um processo cognitivo pelo qual o intelecto focaliza e seleciona estímulos, estabelecendo relação entre eles” (wikipédia). Em outras palavras, é a atenção que permite que você converse com uma pessoa, por exemplo, sem se deixar influenciar por outros sons ao redor. É também ela que permite que você veja TV sem perder o foco toda vez que um mosquito passa voando. Ou seja, a atenção é o meio pelo qual uma pessoa se foca em algo, selecionando e direcionando parte da capacidade cerebral para uma determinada tarefa em detrimento de outras. Estamos a todo tempo utilizando a atenção, sem ela seria impossível viver, com um turbilhão de informações sendo bombardeadas a cada instante a todos os nossos 5 sentidos.

     Imagine então agora um experimento similar ao anterior, em que números são apresentados à taxa de 10/s no centro da tela de um computador. A pessoa que está realizando o experimento é solicitada a detectar uma letra, que aparecerá em uma posição aleatória da seqüência, no lugar de um número, e identificar ao final qual foi a letra apresentada. Analogamente ao resultado apresentado acima, as pessoas reportaram corretamente a letra exibida em 90% dos casos.

     Numa situação, entretanto, em que duas – ao invés de apenas uma -  letras são incluídas na seqüência de números em posições distintas, algo interessante acontece. Se a segunda letra for apresentada menos de 500ms após a primeira, as pessoas simplesmente não a notam! Isso mesmo! É como se o cérebro desligasse a atenção por alguns instantes (em geral de 500-700ms), impedindo a pessoa de notar qualquer item da apresentação. Após 500ms a atenção começa a se recobrar, e, aproximadamente 700ms após a primeira letra a atenção já se recuperou praticamente totalmente, possibilitando uma nova detecção caso necessário.

a. Exemplo de RSVP com dígitos e letras como estímulos. Notem que a segunda letra é apresentada 200ms após a primeira, com um dígito entre elas;

b. Resultado do experimento (acertos da segunda letra para as situações em que a primeira letra foi corretamente identificada), comprovando a existência de uma “piscada” na atenção entre 0 e 500ms

     Esse intervalo em que a atenção permanece “desligada” é, comumente, chamado “Attentional Blink” - piscada da atenção. Ainda que pareça um tanto quanto irrelevante – ou para alguns óbvio – essa descoberta de 1992 permitiu diversas descobertas a respeito memória de trabalho, atenção visual, entre outros. Algumas dessas descobertas, incluindo também alguns fatos curiosos virão nos próximos posts.

     E tratem de prestar bastante atenção!!!

Um país consciente

     Como um neurônio trabalha? Basicamente, ele recebe um sinal elétrico de um outro neurônio através de seus dendritos, compara a quantidade de sinal recebido com um nível de referência e, dependendo do resultado da comparação, envia um sinal para o(s) neurônio(s) seguintes, através de seu axônio. Observando um único neurônio, pode-se dizer que a operação realizada é bastante simples, envolvendo um algoritmo extremamente simples. No entanto, a complexidade dá-se devido à enorme quantidade de neurônios envolvidos nessas séries de transmissões, e à velocidade das mesmas.

      Uma pessoa possui aproximadamente 100 bilhões de neurônios cerebrais envolvidos em todo esse processo. Tomando a centésima parte desse número, podemos fazer uma previsão um tanto quanto bizarra.

     Suponha que a cada cidadão da China seja entregue um aparelho de telefone celular (afinal, isso eles têm de sobra). Suponha também que esses aparelhos distribuídos são muito eficientes no recurso de “conference calls”, ou seja, podem estabelecer conexões com vários outros celulares muito rapidamente. Além disso, imagine que a cada chinês seja ensinado uma tarefa simples de comparar o sinal da ligação recebida com um número pré-fixado, e, dependendo do resultado, estabelecer uma ligação com outros chineses pre-determinados.

     O que se obtém com esse modelo um tanto quanto bizarro é uma simulação da atividade cerebral por chineses e aparelhos celulares. Um modelo equivalente poderia ser obtido também com, no lugar dos chineses, transistores, ou mesmo bits em computadores. Mas certamente nenhum modelo reproduzirá de forma tão bizarra quanto o modelo chinês/celular. A questão que eu levanto é a seguinte:

     Supondo que os aparelhos funcionem idealmente, e que os chineses atendam aos requisitos de trabalho com sucesso, atingiria a China um estado de consciência?

O Departamento de Ciências Cognitivas e do Cérebro

     Vou contar um pouco agora sobre o departamento no qual eu trabalho. Nao vou entrar em detalhes específicos da pesquisa que eu estou fazendo, mas sim dar uma visão geral do que o departamento estuda.

     Localizado no prédio mais novo do MIT, o predio 46, o departamento de Ciências Cognitivas e do Cérebro faz vizinhanca a dois institutos irmãos: O Instituto Picower para estudo do Aprendizado e Memória, e o Instituto McGovern para pesquisas do Cérebro. Assim, o prédio mais novo do MIT estuda também o campo mais novo da ciência, e, hé quem o diga, o mais promissor.

Vistas frontal e lateral do prédio 46

     O departamento de Ciências Cognitivas e do Cérebro, ao qual estou vinculado no MIT, tem sua pesquisa situada no ponto de encontro da Neurociência com a Biologia e com a Psicologia. Combinando essas três disciplinas, ele estuda aspectos específicos do cérebro e da mente inluindo: visão, sistemas de movimento, aprendizado e memória, desenvolvimento neural e cognitivo, linguagem e razão. Assim, utilizando das mais modernas técnicas e ferramentas científicas, busca responder às questões fundamentais e universais sobre como o cérebro e a mente trabalha.

     Nessa jornada de estudo do cérebro humano, o estágio de exaustivo e lento progresso dá lugar hoje em dia a uma era promissora, de progresso e velocidade. Poderosas e novas ferramentas e teorias, muitas delas desenvolvidas no MIT, têm criado um momento de oportunidades extraordinárias e uma chance irresistível de resolver os complicados e persistentes quebra-cabeças do cérebro e da mente.

    Uma vez que o cérebro humano é imensamente complexo em suas várias e diferentes formas, a pesquisa no MIT busca compreender cada nível de organização: de moléculas para células, para circuitos e, finalmente, para os mistérios da mente propriamente ditos. À medida em que são estudadas suas doenças e desordens, seu desenvolvimento e proezas diárias, como visão, fala, movimento e memória, são também integrados métodos e teorias de cada área de pesquisa do cérebro. Esse nível de diversidade, incomum à outras áreas científicas, promove uma atmosfera criativa que fomenta colaborações promissoras.

     Por se situar na fronteira entre diversas áreas do conhecimento, o departamento de Ciências Cognitivas e do Cérebro valoriza a diversidade. Assim, dentre o corpo docente e discente podem ser encontrados cientistas com as mais diversas experiências: de engenheiros a filósofos, de médicos à matemáticos, de físicos à psicólogos, de biólogos e químicos à cientistas de computação. Só assim e possível estabelecer uma cooperação plena entre as tão distintas faces da mente.

     Apesar de ser um campo tão promissor, vivendo um período de tantos sucessos, os milhares de institutos presentes em todo o mundo (inclusive no Brasil) não possuem a mesma diversidade e o mesmo intercâmbio de conhecimento entre diferentes áreas como no MIT. Inevitavelmente, nenhum lugar do mundo sequer chega perto de seu número tão grande de conquistas e pesquisas em andamento.  Nesse contexto, o MIT lidera a busca mundial para entender o dispositivo de processamento de informacões mais complexo, sofisticado e poderoso conhecido: o cérebro humano.