Fonte: Laboratórios de Jonas T. Kaplan e Sarah I. Gimbel - Universidade do Sul da Califórnia

O estudo de como o dano ao cérebro afeta o funcionamento cognitivo tem sido historicamente uma das ferramentas mais importantes para a neurociência cognitiva. Embora o cérebro seja uma das partes mais protegidas do corpo, há muitos eventos que podem afetar o funcionamento do cérebro. Problemas vasculares, tumores, doenças degenerativas, infecções, traumas por força bruta e neurocirurgia são apenas algumas das causas subjacentes de danos cerebrais, todos os quais podem produzir diferentes padrões de danos teciduais que afetam o funcionamento cerebral de diferentes maneiras.

A história da neuropsicologia é marcada por vários casos bem conhecidos que levaram a avanços na compreensão do cérebro. Por exemplo, em 1861, Paul Broca observou como o dano no lobo frontal esquerdo resultou em afasia, um distúrbio linguístico adquirido. Como outro exemplo, muito sobre a memória tem sido aprendido com pacientes com amnésia, como o famoso caso de Henry Molaison, conhecido por muitos anos na literatura neuropsicologia como "H.M.", cuja cirurgia de lobo temporal levou a um profundo déficit na formação de certos tipos de novas memórias.

Embora a observação e o teste de pacientes com danos cerebrais focais tenha fornecido à neurociência uma visão do funcionamento do cérebro, deve-se tomar muito cuidado na concepção de testes para revelar a natureza específica do déficit. Além disso, como o cérebro é uma rede complexa de neurônios interconectados, danos a uma região cerebral podem afetar o funcionamento em regiões distantes dos danos. Para demonstrar como os danos cerebrais podem afetar conexões entre as regiões cerebrais, este vídeo examina o caso do chamado cérebro dividido.

O corpus calosum é um grande feixe de fibras que conecta os hemisférios esquerdo e direito do cérebro. É um dos maiores tratos de matéria branca do cérebro e pode ser facilmente reconhecido em uma visão sagital da linha média do cérebro. Na década de 1960, neurocirurgiões descobriram que cortar o corpo caloso poderia ser um tratamento bem sucedido para certos tipos de epilepsia, o que envolve atividade neural incontrolável se espalhando pelo cérebro. As pessoas que foram submetidas à operação de cérebro dividido tiveram seus dois hemisférios cirurgicamente separados, de tal forma que os hemisférios esquerdo e direito não eram mais capazes de se comunicar. Essa condição permitiu que os experimentadores sondassem as funções do hemisfério esquerdo e direito de forma independente, aprendessem sobre as habilidades relativas e sobre a natureza da comunicação entre eles.

Este vídeo demonstra como testar um paciente de cérebro dividido para revelar algumas das diferenças entre os dois hemisférios do cérebro e ver algumas consequências dramáticas de tal desconexão. As versões originais desses experimentos foram desenvolvidas por Michael Gazzaniga e os colegas^{1, 2} e posteriormente foram elaborados por outros; ³ a versão aqui apresentada incorpora modernizações mais recentes da metodologia.

1. Recrutamento de pacientes e controle

1. Há uma variedade de pacientes com síndromes de desconexão, incluindo calosomias cirúrgicas completas e parciais e condições congênitas, como agênese do corpus calosum (ACC), em que o corpo calosum não se desenvolve totalmente. Existem múltiplos setores que conectam os dois hemisférios; o maior é o corpus calosum, mas algumas fibras cruzam na comissura anterior, comissure hipocampal e comissura posterior.
   Observe que essas diferentes variedades de desconexão podem levar a diferentes resultados comportamentais neste teste.
2. Para efeitos deste experimento, pré-selecione o paciente através do uso de neuroimagem para confirmar a ausência de fibras de conexão.
   1. A ressonância magnética padrão e a imagem de difusão, que podem ser usadas para fotografar os setores de matéria branca, são particularmente úteis. Saber quais fibras de conexão estão presentes no paciente ajuda na interpretação dos resultados. Nesta demonstração, foi selecionado um paciente com uma calosotomia completa.
3. Certifique-se de que o paciente foi totalmente informado dos procedimentos de pesquisa e assinou todos os formulários de consentimento adequados.
4. Recrutar 20 participantes da mesma idade e sexo que o paciente, compatível com a inteligência, usando pontuações na Escala de Inteligência Adulta wechsler (WAIS).

2. Coleta de dados

1. Para apresentar estímulos visuais apenas para o hemisfério esquerdo ou direito, os estímulos devem ser devidamente apresentados a um campo visual. Note que isso não equivale a apresentar os estímulos a um olho. Cada olho projeta para ambos os hemisférios do cérebro; por exemplo, a parte do olho esquerdo que vê o campo visual esquerdo é processada pelo hemisfério direito, mas a parte do olho esquerdo que processa o campo visual direito é vista pelo hemisfério esquerdo. Portanto, apresentar uma imagem ao hemisfério esquerdo, apresentá-la inteiramente dentro do campo visual direito, que é à direita de onde o paciente está olhando.
   1. Para conseguir essa lateralização, use um encosto de queixo para manter os olhos aproximadamente 22 in. da tela do computador. Coloque o queixo do paciente confortavelmente dentro do encondo o queixo, de frente para a tela.
   2. Tenha uma pequena cruz no centro da tela para fornecer um local para o paciente fixar seus olhos.
   3. Instrua o paciente a manter sua fixação nesta cruz durante todo o experimento, mesmo quando as imagens aparecem para o lado esquerdo ou direito dele.
   4. Explique ao paciente que quando uma imagem aparece, eles devem dizer o nome do objeto em voz alta.
2. Apresentar imagens de objetos conhecidos brevemente no lado esquerdo ou direito da tela para projeí-los para os hemisférios direito ou esquerdo do cérebro, respectivamente. 50 imagens são apresentadas em ordem aleatória a partir de um conjunto de objetos que incluem desenhos facilmente reconhecíveis, como uma maçã, uma bola, uma vassoura e uma galinha.
   1. Apresente as imagens por menos de 150 ms para garantir a lateralização adequada. Este é tempo suficiente para ver o estímulo, mas rápido o suficiente para que o paciente não seja capaz de mover seus olhos para ver o estímulo na visão central.
   2. Peça ao paciente para nomear os objetos apresentados na tela em voz alta, e registrar suas respostas. Este é um teste de capacidade linguística verbal e deve revelar as diferenças na capacidade de falar entre os hemisférios.
   3. Se o paciente não conseguir nomear nenhum dos objetos, peça ao paciente para desenhar o objeto, sem olhar para o papel, com a mão ipsilateral para (do mesmo lado que) o estímulo. Isso serve como uma medida não linguística de conhecimento do estímulo.
      1. A mão ipsilateral ao estímulo é controlada pelo hemisfério que viu o estímulo. Por exemplo, quando o estímulo é apresentado no campo visual esquerdo, ele é processado pelo hemisfério direito. O hemisfério direito é o grande responsável pelo controle da mão esquerda.
      2. Certifique-se de que o paciente não olhe para a mão enquanto estiver desenhando para manter o isolamento do estímulo a um hemisfério.
      3. Quando o paciente terminar de desenhar um objeto, peça-lhes para olhar para o objeto e dizer o que é em voz alta. Isso confirma que o paciente sabe o nome do objeto quando ele é apresentado na visão central, mesmo que não consiga nomeá-lo quando ele é apresentado a um único hemisfério.
3. Repita o procedimento para cada participante de controle.

3. Análise de dados

1. Para analisar o desempenho do paciente, compare os dados do meio-campo visual esquerdo e direito entre si. Para isso, tabula o número de respostas corretas e incorretas em cada campo visual, e teste a probabilidade de obter uma diferença tão grande quanto a observada usando um teste qui-quadrado de independência.
2. Compare os dados do paciente com os dados da idade, sexo e população de controle compatível com inteligência para determinar déficits no comportamento do paciente. Para isso, compile a pontuação média para o campo visual esquerdo e o campo visual direito de cada pessoa separadamente, e compare as distribuições usando uma análise de medidas repetidas do teste de variância (ANOVA).

Normalmente, os pacientes com calotomia exibem uma anomia para objetos apresentados no meio-campo visual esquerdo. Anomia é a incapacidade de nomear objetos. Os objetos apresentados ao campo visual direito, no entanto, são nomeados com alta precisão(Figura 1).

Figura 1: O desempenho do paciente e do controle na tarefa de nomeação de objetos para estímulos apresentados nos campos visual esquerdo e direito. O paciente (círculos negros) não é capaz de nomear verbalmente objetos apresentados no campo visual esquerdo, mas é capaz de nomear objetos no campo visual direito. Em contraste, a população de controle (diamantes azuis) pode nomear objetos apresentados tanto nos campos visuais esquerdo quanto direito.

Alguns pacientes podem ser capazes de desenhar com sucesso objetos apresentados ao campo visual esquerdo, mesmo que não possam nomeá-los verbalmente (Figura2).

Figura 2: O desempenho do paciente e do controle na tarefa de objetos de desenho para estímulos apresentados nos campos visual esquerdo e direito. O paciente (círculos negros) e a população de controle (diamantes azuis) são capazes de desenhar objetos apresentados nos campos visual esquerdo e direito. O desempenho do paciente não difere dos controles combinados.

Neste caso, o paciente geralmente diz que não viu nada. Isso porque o hemisfério esquerdo, que controla a fala, não viu a imagem visual. No entanto, o hemisfério direito, que viu o objeto, pode reconhecê-lo, mas é incapaz de gerar fala. Como o hemisfério direito está em grande parte no controle da mão esquerda, o paciente é capaz de desenhar o objeto com a mão esquerda. Este resultado demonstra uma dissociação entre a capacidade de reconhecer um objeto e a capacidade de nomear verbalmente um objeto.

A população de controle, com callosa corpora intacta, pode nomear e desenhar objetos apresentados nos campos visual esquerdo ou direito. Isso porque a informação pode passar livremente de um hemisfério para o outro, permitindo o compartilhamento de informações entre as regiões cerebrais.

O caso do paciente split-cérebro revela a especialização relativa dos dois hemisférios cerebrais. Muitas dessas especializações também podem ser demonstradas em pessoas saudáveis com comissuras intactas usando técnicas semelhantes. Por exemplo, as pessoas tendem a reconhecer palavras mais rapidamente quando são apresentadas brevemente no campo visual direito em comparação com quando são apresentadas no campo visual esquerdo. Este experimento também mostra que mesmo quando duas regiões cerebrais são saudáveis, danos às conexões entre diferentes regiões podem afetar o comportamento.

No entanto, é importante lembrar que ao testar o cérebro dividido demonstra as diferenças entre os dois hemisférios cerebrais, no cérebro intacto, os dois hemisférios estão continuamente interagindo entre si e trabalhando em conjunto. Para isolar um estímulo a um campo visual é necessário equipamento especializado que possa apresentar estímulos muito brevemente e longe da fixação central. Uma vez que a visão central é processada por ambos os hemisférios, e os olhos normalmente escaneiam um ambiente, esta não é uma situação que provavelmente será encontrada na vida cotidiana.

1. Gazzaniga, M. S., Bogen, J. E., & Sperry, R. W. (1962). Some functional effects of sectioning the cerebral commissures in man. Proc Natl Acad Sci U S A, 48, 1765-1769.
2. Gazzaniga, M. S., Bogen, J. E., & Sperry, R. W. (1965). Observations on visual perception after disconnexion of the cerebral hemispheres in man. Brain, 88(2), 221-236.
3. Zaidel, E., Zaidel, D., & Bogen, J. E. (1990). Testing the commussurotomy patient. In A. Boulton, G. Baker, & M. Hiscock (Eds.), Neuromethods (pp. 147-201). Clifton, NJ: Humana Press.