A flexibilidade cerebral de pessoas cegas que utilizam ecolocalização

Você sabia que os seres humanos podem compartilhar das mesmas habilidades que golfinhos para localizarem os sons no ambiente? E ainda, que pessoas cegas podem ter o poder de adaptar seus cérebros para “enxergarem” por meio desses sons?

A ecolocalização é a habilidade de perceber o ambiente por meio dos ecos provocados pelo som. Alguns animais como os morcegos e golfinhos utilizam essas técnicas enviando pulsos e recebendo ecos para navegação espacial e para localizar pequenas presas à certa distância. Algumas pesquisas recentes demonstraram que pessoas cegas também desenvolvem essa capacidade para se localizarem no espaço. E sabe como algumas delas fazem isso? Por meio de cliques emitidos pela boca. Eu sei… pode parecer algo inimaginável, mas acredite, existem pessoas especializadas nisso! E spoiler… elas fazem parte do estudo sobre o qual iremos falar.

O nosso cérebro é capaz de transformar informações, como o som e luz, para compreendermos o ambiente em que estamos. Para que ocorram essas transformações, o cérebro é organizado em áreas de processamento primário e áreas superiores (também chamadas de secundárias e terciárias). As áreas primárias (Figura 2) são responsáveis pelo processamento sensorial, já as superiores estabelecem processamentos mais complexos de decodificação de estímulos.

A literatura sugere que as áreas superiores do cérebro não se organizam necessariamente pelo tipo de informação sensorial processada, mas sim por padrões de análise de características específicas.  Mas como as áreas primárias do cérebro, como o Córtex Visual Primário, também chamado de V1, participam da decodificação dos estímulos sensoriais e os transformam em percepção?

Antes de chegar em V1, a informação que você enxerga por meio dos olhos é traduzida e representada em uma espécie de mapa, que representa exatamente as mesmas informações do seu campo visual, só que de cabeça para baixo e espelhado na retina. E não para por aí, seu corpo é tão inteligente, que ao processar a visão, ele é capaz de levar essas informações e fazer essa mesma representação espacial em outras áreas do cérebro, como no Núcleo Geniculado Lateral – NGL – e em V1 (algo que é chamado de mapeamento retinotópico). As principais informações processadas no NGL e em V1 são orientação e varição de luminância, características básicas elementares para a percepção de borda e, consequentemente, formas.

Agora, vamos juntar essas informações com aquelas sobre pessoas especialistas em se localizar por meio de ecos no espaço que comentamos no início do texto. Estudos recentes realizados com ecolocalizadores profissionais evidenciaram que a área V1 dessas pessoas é ativada no processamento de sons de eco. Também há evidências de que essa área está envolvida na percepção de forma.

Já se sabe que a área V1 é a responsável por interpretar as informações que chegam dos olhos. Mas qual seria a função de V1 em pessoas que são capazes de se localizarem sem necessariamente enxergarem como no caso dos cegos que utilizam ecolocalização?

Essa foi a pergunta que os pesquisadores Liam Norman e Lore Thaler da Universidade de Durham (Reino Unido) queriam desvendar. E eles também desejavam descobrir se as áreas primárias do cérebro poderiam se flexibilizar e também processar outras informações provenientes de outros sistemas sensoriais. Eles queriam investigar se durante essa flexibilização seria formado um mapa que representasse os sons nas áreas primárias responsáveis pelo processamento da ecolocalização (de forma análoga ao mapa retinotópico do sistema visual).

O estudo de 2019 buscou investigar se a área V1 de cegos especialistas em ecolocalização se organizaria de modo a processar a localização espacial dos objetos assim como ocorre no cérebro de pessoas videntes. Em outras palavras, os pesquisadores queriam saber se o processamento de  informações em determinada área cerebral ocorreria de acordo com a função que determinada área é designada a processar (localização de objetos, por exemplo) ou se de acordo com a modalidade sensorial da informação recebida (as áreas que recebem input da retina são diferentes das áreas que recebem input do ouvido interno, por exemplo) em pessoas que não enxergam. Especialistas em ecolocalização teriam essa organização do cérebro capaz de processar os sons por meio de V1?

Fizeram parte desse experimento cinco pessoas cegas, cinco pessoas cegas especialistas em ecolocalização e cinco pessoas que enxergam (i.e., videntes – grupo controle). Todos os participantes foram testados em duas situações: localização do objeto por ecolocalização e localização do objeto que seria a própria fonte sonora. As pessoas com que enxergam fizeram uma tarefa a mais de localizar objetos usando apenas a visão (Figura 3).

A ecolocalização foi possível graças a cliques feitos pela boca, que nada mais são que ondas sonoras que ao serem emitidas no espaço encontram objetos no caminho e são rebatidas por eles. Os cliques foram gravados para deixar todos os sons usados na pesquisa iguais e ninguém sair prejudicado na hora de fazer as tarefas. Esses sons gravados também foram utilizados na parte de localizar a fonte sonora quando estes saem do próprio objeto. Os cientistas definiram oito posições do objeto para serem encontrados pelos participantes e, enquanto isso, o que ocorria em seus cérebros era mapeado por um scanner de ressonância magnética funcional.

Os resultados mostraram que a especialização em ecolocalização dos participantes cegos é fundamental para que V1passe a ser utilizada para mapear as localizações de objetos através dos ecos produzidos pelos cliques produzidos pela boca (Figura 4). Interessante não é?! Mas espera aí que ainda tem mais! A pesquisa também mostrou que a habilidade do cérebro em criar um mapa dos sons do ambiente a partir de ecos não foi observada nas tarefas em que a localização era feita a partir de um objeto que emitia os sons dos cliques da boca. Nenhum participante apresentou problemas para localizar objetos no espaço através de sons quando emitidos pelos objetos. Vale lembrar que tantos cegos como videntes possuem mecanismos para localização espacial por meio de pistas de sinais sonoros emitidos por objetos que compõem uma cena auditiva.

Não foram encontradas relações entre intensidade ou o tempo em que o indivíduo está cego com a possibilidade de mapeamento de sons do ambiente por ecos em V1. Mas lembramos que ser capaz de localizar objetos por meio de ecos é o diferencial para desenvolver esse mapa que processa localização de objeto em uma área primária da visão.

Não é a primeira vez que estudos são realizados com ecolocalizadores. Na verdade, um estudo recente realizado com essas pessoas já havia demonstrado como até mesmo a tomada de ação poderia ser influenciada pelas informações sensoriais da ecolocalização, o que por sua vez pode, por exemplo, aumentar a coordenação sensório-motora de pessoas cegas (ver Thaler et al. 2019).

Neste artigo que apresentamos, os pesquisadores defendem que os resultados obtidos poderiam ser utilizados para reabilitação visual de algumas pessoas. Alguns estudos utilizaram este método em pacientes com cegueira precoce e um grande problema encontrado foi o tempo de recuperação. Hipotetiza-se que a dificuldade pode ter sido ocasionada por um período de reorganização funcional do córtex para o processamento de informação não visual. Assim, sugeriram que por meio de implantes retinais ou corticais a reabilitação seria mais fácil visto que a entrada dessas informações seria mapeada em um pré-mapa sensorial organizado retinotopicamente já existente.

O nosso cérebro tem uma capacidade impressionante de se adaptar a condições que ele não estava acostumado. Mas além de sabermos como nosso corpo funciona, entender como a ciência se aplica na nossa vida cotidiana é fundamental para pensarmos em novas possibilidades e aplicações do conhecimento, seja por meio da utilização deste conhecimento para a construção de implantes retinais na recuperação de pessoas, como já dito, ou para o desenvolvimento de habilidades que possam facilitar nossas vidas e permitir maior inclusão. 

Referências

Goldstein, E. B. (2014). Sensation and Perception (9a ed). Belmond, CA: Wadsworth. Cengage Learning.

Norman, L. J., Thaler, L. (2019).  Retinotopic-like maps of spatial sound in primary ‘visual’ cortex of blind human echolocators. Proceedings of The Royal Society B, 286:20191910. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2019.1910

Murray, M. M., Spierer, L. (2011). Multisensory Integration: What you see is where you hear. Current Biology, 21(6), R229–R231. https://doi.org/10.1016/J.CUB.2011.01.064

Schiffman, H. R. (2005). Sensação e Percepção. In H. R. Schiffman: Percepções auditivas padrão: O som como informação. (5a ed.). (pp. 264-288). Rio de Janeiro: LCT.

Thaler, L., Zhang, X., Antoniou, M., Kish, D. C., & Cowie, D. (2019). The flexible action system: Click-based echolocation may replace certain visual functionality for adaptive walking. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 46(1), 21-35. http://dx.doi.org/10.1037/xhp0000697

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Pinheiro, L., Louize, N. (2021, 7 de fevereiro). A flexibilidade cerebral de pessoas cegas que utilizam ecolocalização [Blog]. Recuperado de https://eupercebo.unb.br/2021/02/07/a-flexibilidade-cerebral-de-pessoas-cegas-que-utilizam-ecolocalizacao/