Sendo assim, como o neurocientista resolveu a questão da transmissão dos
padrões espaciais de modulação em amplitude, os supostos portadores da “informação
mesoscópica”? No artigo publicado em 2003, onde introduz os “pacotes de onda”,
encontramos uma proposta semelhante à do livro (de 99), com algumas diferenças: 1) uma
descrição mais precisa dos mecanismos de transmissão da informação mesoscópica; 2) não
encontramos mais a idéia de que os padrões MA são “intensificados” pelas vias de
transmissão. Talvez o autor tenha mudado suas idéias, talvez tenha apenas mudado de foco.
Vejamos este trecho:
“A transmissão requer a geração de atividade gama, e a recepção requer sensibilidade sintonizada na atividade gama. A atividade gama é gerada por feedback entre populações, transmitida pelos tratos divergente-convergentes, e ela pode ser seletivamente recebida por sintonia”.230
229 FREEMAN, 2000. pg 83
Aqui, mais uma vez, Freeman utiliza-se de conceitos utilizados nas
transmissões de rádio, onda a onda portadora gama seria emitida e recebida, levando consigo
as informações mesoscópicas e diminuindo o ruído microscópico. A informação, na
transmissão de rádio, é justamente aquilo que modula a onda portadora, seja em freqüência ou
em amplitude. O autor descreve os mecanismos que considera responsáveis por este processo
de transmissão de informação:
“A hipótese para a gênese do gama em populações neurais é baseada em registros do sistema olfatório em gatos, coelhos e ratos acordados231 ... A
hipótese para a sintonia no gama por neurônios individuais é baseada em registros do tálamo, córtex pré-piriforme, e fatias do hipocampo. Esta hipótese sustenta que o disparo repetitivo é possibilitado pela cinética da condução de GABA-A nas membranas de interneurônios inibitórios que interagem com outros neurônios inibitórios”232
Existiriam, assim, mecanismos capazes de produzir, transmitir e receber a onda
portadora, dada sua freqüência gama característica. Mas como a suposta informação
mesoscópica dos padrões MA poderia resistir à integração espacial promovida pelas vias de
transmissão? Vejamos este trecho:
“...três condições suportam os mecanismos pelos quais a transmissão cortical acontece nos cérebros. O cálculo da média espacial de conjunto 233
é imposto pela topologia divergente-convergente das projeções centrais. A discriminação das correntes dendríticas é imposta pela modulação em freqüência dos pulsos nas zonas de disparo. O filtro temporal de banda é imposto pelas redes de feedback negativo de populações excitatórias e inibitórias ... na faixa gama”234 Este “tripé” teria um importante papel cognitivo:
“As três operações mesoscópicas de cálculo de média espacial, conversão de onda para pulso e alisamento temporal são centrais para o processo de abstração e generalização permite a percepção.”235
Isto pode sugerir certa mudança de idéias, pois a antiga hipótese de “ampliação
do padrão MA” parece, agora, tomar a forma de “síntese do padrão MA”. Por outro lado,
Neuroscience 2(1):3-30. pg. 19.
231 Freeman refere-se aqui a seus próprios trabalhos. 232 FREEMAN, W. 2003. já citado. pg. 19.
233 “spatial ensemble averaging”
234 FREEMAN, W. 2003. já citado. pg. 18.
235 FREEMAN, W. 2003. The wave packet: an action potential for the 21st century. Journal of Integrative
talvez seja apenas uma mudança de foco, pois já em 99 o autor se referia a esta generalização
promovida pelas vias divergente-convergentes como um primeiro passo em direção à sua
questão inicial:
“Nós tratamos do mecanismo de generalização, mas precisamos nos dirigir a outro nível de constância perceptiva, a saber, a invariância estímulo-resposta com que começamos nossa investigação”236
Para explicar esta constância perceptiva, Freeman acaba se remetendo à
interação caótica237 entre os três elementos do sistema olfativo,238 cada qual oscilando numa
freqüência própria. Uma situação tipicamente indeterminada. Mas como o imprevisível
poderia ser responsável pela constância? O autor segue seu raciocínio distinguindo a atual
visão “cognitivista” da chamada “pragmática”, sugerindo este paradigma como uma
alternativa para se explicar os fenômenos cerebrais, talvez porque o dinamicismo não
necessitaria de constâncias cerebrais para explicar a invariância perceptiva. Isto porque os
padrões MA não seriam “representações”, e sim a fase inicial na formação do significado.
Uma hipótese sobre o mundo, gerada internamente,239 onde a história individual seria
determinante na imprevisibilidade.240
Com isto, mais uma vez, Freeman parece justificar parte de suas idéias em
uma espécie de mudança de paradigma, rejeitando a importância dada atualmente ao
conceitos de representação. Isto pode refletir, segundo nosso entendimento, tanto a coerência
interna do pensamento do autor, quanto a falta de coerência entre suas interpretações e o
pensamento dominante na neurociência. É enfatizada ainda outra “proposta alternativa” em
seus estudos, referente ao tipo de síntese que seria feita pelas vias de “transmissão” e,
portanto, da natureza da codificação neural:
“O que está em questão aqui é a demonstração da forma biológica, material, tomada pelo significado que o prosencéfalo atribui para a informação que
236 FREEMAN, 2000, pg. 85.
237 Onde o “caos” mesoscópico é diferenciado do “ruído” microscópico. 238 Bulbo olfatório, núcleo olfatório anterior, e córtex pré-piriforme.
239 Aqui, podemos notar, o autor se utiliza de mais uma metáfora para explicar a dinâmica neural. 240 FREEMAN, 2000, pg. 89.
proveniente dos sentidos, e esta demonstração requer média de conjunto não temporal, mas espacial entre populações neurais”241
Continuam a ser esclarecidas, no entanto, algumas questões.
Como um cérebro variante pode produzir uma percepção invariante?242
Os modelos dinamicistas pressupõem necessariamente uma “mudança de
paradigma”?
Ou, em relação às vias de transmissão, o que Freeman quer dizer com
“integração espacial”?
Sua explicação se fundamenta em um conceito matemático, a média de
conjunto. Assim, segundo podemos entender, até que se encontre correlações entre os padrões
MA do bulbo e a atividade do córtex pré-piriforme, e que estas correlações possam ser
descritas em termos de “médias de conjunto”, este termo tem apenas importância
metafórica.
Por outro lado, esta hipótese de “integração espacial” permitiria, segundo
entendemos, novos testes experimentais. Pode-se, por exemplo, buscar correlações entre os
padrões MA do bulbo e a decorrente atividade no córtex pré-piriforme. Ou mesmo buscar
padrões MA neste córtex que fossem mais significativamente correlacionados ao estímulo
olfativo. Não encontramos, entretanto, estudos de Freeman neste sentido. O autor parece
focalizar sua atenção, atualmente, na questão da sincronia (ainda na questão da transmissão da
onda portadora), mais do que no “aspecto informacional” dos pacotes de onda.
Em 2003, por exemplo, Freeman propõe uma “teoria neurobiológica do
significado na percepção”, onde o mesmo tripé anteriormente responsável pela
“generalização” é considerado como o mecanismo gerador de sincronia na atividade de cinco
áreas corticais:
241 FREEMAN, W. 2003. já citado. pg. 19.
242 Uma “solução” seria negar a invariância perceptiva, fundamentando-se na privacidade e singularidade da experiência. Tal solução, no entanto, colocaria em cheque o próprio valor das palavras e símbolos no entendimento.
“Não houve episódios estímulo-relacionados de aumento transitório de trancamento de fase entre as áreas, nem 'bursts' de aumento transitório de amplitude além do nível mantido de sincronia. ... A conclusão é que estas três operações permitem a ligação contínua de múltiplas áreas corticais pela atividade na faixa gama, fornecendo a base para a coordenar outputs corticais para outras partes do cérebro, a despeito dos variáveis atrasos na condução axônica, algo como a estrutura principal (mainframe) de um computador.”243 Acima, talvez caiba observar, o autor adiciona uma nova metáfora, agora
computacional, onde a temporalidade comum permitiria a união de diferentes populações
neurais. Em outro artigo, evoca uma imagem alternativa para o mesmo fim, comparando a
dinâmica cortical aos quadros do cinema.244 O entendimento do modelo neurodinâmico que
Freeman descreve parece depender, podemos notar, de metáforas provenientes de outros
domínios do conhecimento e da experiência. O que pode trazer tanto limitações quanto
possibilidades, dependendo de como se encara o problema.
Mas como fica a questão da transmissão da informação mesoscópica? Como a
integração espacial deixaria de destruir as “informações significativas” dos padrões MA?
Uma possibilidade seria, talvez, imaginar que a informação mesoscópica esteja presente em
cada pequena região do tecido bulbar, não apenas em seu todo. Uma metáfora adequada, neste
caso, poderia ser o holograma. Ela chega, inclusive, a ser citada por Freeman:
“a densidade de informação nos padrões MA dos pacotes de onda é espacialmente uniforme mesmo com variações no conteúdo. Esta inferência se baseia na descoberta de que a classificação dos padrões MA em relação ao estímulo condicionado depende do número de canais avaliados, e não da localização deles. Cada canal tem igual valor, como num holograma, em que cada parte tem o todo de uma cena, embora numa resolução espacial reduzida em proporção ao tamanho da parte.”245
A densidade informacional homogênea dos padrões MA é considerada por
Freeman um fator importante para se entender o modo pelo qual “os pacotes de onda
243 FREEMAN, W. 2003 A neurobiological theory of meaning in perception, Part III: multiple cortical areas synchronize without loss of local autonomy. International Journal of Bifurcation & Chaos Vol. 13, No. 10 244 FREEMAN, W, 2006. A cinematographic hypothesis of cortical dynamics in perception. International
journal of psychophysiology
245. Notemos que a metáfora, se fosse tomada a rigor, utilizaria um raciocínio falacioso: “Se hologramas têm as propriedades A e B, e se padrões MA têm a propriedade A, então padrões MA têm a propriedade B”. Claro que o texto de Freeman apenas menciona os hologramas, sem voltar a eles no resto do artigo. FREEMAN, W. 2003. The wave packet: an action potential for the 21st century. Journal of Integrative Neuroscience 2(1):3-30 pg. 13
mesoscópicos contribuem com seu conteúdo para a integração de um percepto
macroscópico.”246 O motivo desta importância, no entanto, não está claro.
Cabe, neste sentido, uma breve reflexão. Talvez esta importância da densidade
informacional dos padrões MA seja explicadas por alguma característica específica da
“integração espacial” (a média de conjunto), que não foi encontrada nos textos analisados.
Pode ser, também, que seja devido a um possível aspecto holográfico dos padrões MA, pois
Freeman considera que a sintonia no gama, necessária na recepção do sinal, ocorre em
neurônios individuais. Ou seja, poderíamos imaginar que neurônios individuais recebem o
sinal mesoscópico enviado por uma população cortical. Este sinal seria, como num
holograma, uma espécie de miniatura do padrão espacial de modulação em amplitude. Este
talvez seja um caminho para se interpretar os pacotes de onda identificados por Freeman, mas
não foi encontrado, nos escritos do autor, um aprofundamento neste sentido. Uma
dificuldade, neste caminho, seria explicar de que maneira um “mapa” pode apresentar
holografia, pois a única propriedade mesoscópica que está igualmente presente nas diferentes
regiões do bulbo, segundo nossa análise, é a onda portadora. A alternativa, neste caso, poderia
ser atribuir uma propriedade holográfica não à informação presente no bulbo, mas sim àquela
que chega no córtex pré-piriforme. O que nos levaria de volta a problema da natureza da
“integração espacial” descrita por Freeman. É importante observar, por fim, que a referida
“miniatura” holográfica parece-nos perfeitamente compatível com o conceito de
representação.
De qualquer forma, dadas as considerações anteriores, parece-nos que o
modelo de Freeman depende da capacidade de “síntese” promovida pela integração espacial
nas vias divergente-convergentes. Esta seria uma evidência da importância neurofisiológica
da modulação em amplitude dos “pacotes de onda. Supomos, aqui, que Freeman abandonou a
idéia de uma “transmissão” dos padrões MA, seja pelos motivos aqui apresentados, seja por
outros. Esta integração é explicada pelo autor com um conceito matemático, a “média de
conjunto”. Que características teria processo para realizar tal função? Talvez o autor se refira
à integração promovida por cada neurônio cortical, como se ela fosse o cálculo de uma
“média” dos impulsos recebidos de alguns (um certo conjunto de) neurônios do bulbo. Tal
descrição, no entanto, não é encontrada nos escritos de Freeman. Pelo contrário, o trecho
abaixo sugere que as vias divergente-convergentes de transmissão, como consideramos, são
mais adequadas para a transmissão da onda portadora do que dos padrões espaciais de
amplitude:
“Médias de conjuntos espaciais foram computadas de 64 traços de EEGs registrados simultaneamente de arranjos (array) 8X8 sobre a superfície epidural dos córtices pré-piriforme, visual, somático e auditório. Elas revelaram uma forma de onda comum em cada arranjo”247
Ou seja: se a média de conjunto permitiu a Freeman ver a onda comum do
bulbo, como ela permitiria ao córtex “ver” outra coisa? Talvez a resposta seja algo do tipo:
depois de detectar a onda comum, os neurônios do córtex poderiam identificar as variações
espaciais desta onda. Isto requereria, no entanto, mecanismos diferentes daqueles descritos
por Freeman.
Outra possível resposta é sugerida, segundo nosso entendimento, por um
estudo sobre os padrões de ramificação dos neurônios no sistema olfativo de moscas. Nele,
Marin e seus colegas analisaram o formato de neurônios individuais, e os resultados parecem
sugerir divergência e convergência especificas para cada odor.
“nós investigamos como o mapa de odor do lobo antenal248
é representado nos centros olfatórios superiores, o corpo de cogumelo e o 'chifre' lateral. Traçados individuais sistemáticos de neurônios de projeção (PN) que mandavam dendritos para um glomérulo específico no lobo antenal revelaram seus padrões axônicos ... e 'campos axônicos' no 'chifre' lateral. PNs com 'campos axônicos' semelhantes tenderam a receber input de glomérulos próximos. As classes de glomérulos de PNs puderam ser acuradamente previstas com base exclusivamente em seus padrões de projeção axônica. A soma destes padrões define um “mapa axônico” nos centros olfatórios superiores refletindo quais receptores olfatórios fornecem input. Este mapa é caracterizado por
247BARRIE, J. FREEMAN, W. LENHART, M. 1996. Spatiotemporal Analysis of Prepyriform,Visual, Auditory, and Somesthetic Surface EEGs in Trained Rabbits. Journal of Neurophysiology, 76(1) 248 Órgão análogo ao bulbo olfatório dos vertebrados.
convergência espacial e divergência de axônios dos PN, permitindo integração da informação olfativa.”249
Podemos observar, por fim, que esta idéia de um “mapa invariante”250 não
parece, numa primeira olhadela, muito compatível com as variações nos padrões MA
encontradas por Freeman. Estudos em vertebrados sugerem, ainda, que estas conexões
precisas do bulbo se formam independentemente de estímulos externos.251 Como estas duas
visões podem se articular? Talvez os vertebrados reconheçam odores de outra forma, levando
à necessidade de conciliar as duas descrições.
Em suma, segundo nossa análise, a questão da transmissão dos padrões MA
não é tão simples quanto descrita por Freeman. As vias de divergência e convergência, devido
à integração espacial, distorcem o padrão de modulação em amplitude do bulbo – que seria a
informação mesoscópica significativa. A única solução encontrada ao problema foi considerar
uma espécie de integração espacial “parcial”, talvez um padrão de integração espacial para
cada receptor de membrana, como sugerem estudos histológicos em que a forma dos
prolongamentos neurais pode ser correlacionada a um receptor de membrana e a poucos
glomérulos neurais. Outra possibilidade seria imaginar um caráter “holográfico” para o
padrão MA ou para sua “transmissão”, mas Freeman apenas cita esta idéia metaforicamente.
Nestes dois casos, podemos entender, não haveria uma transmissão dos padrões
MA, mas sim a transmissão de “representações” dos padrões MA para outras regiões do
cérebro.
249 MARIN, E. e JEFFERIS, G. e KOMIYAMA, T. e ZHU, H. e LUO, L. 2002. Representation of the Glomerular Olfactory Map in the Drosophila Brain. in Cell, Vol.109, pg. 243–255
250 Com base em dados histológicos e de expressão gênica, foram encontradas evidências de que este mapa de glomérulos no bulbo olfatório é invariante ao longo da vida, embora os neurônios sensoriais do olfato vivam, em média, 90 dias apenas. GOGOS, JA. OSBORNE, J. NEMES, A. MENDELSOHN, M. AXEL, R. 2000. Genetic Ablation and Restoration of the Olfactory Topographic Map. in Cell 103
251 LIN, DM. e WANG, F. e LOWE, G. e GOLD, HG. e AXEL, R e NGAI, J. e BRUNET, L. 2000 Formation of Precise Connections in the Olfactory Bulb Occurs in the Absence of Odorant-Evoked Neuronal Activity.