Neuropsicologia da atenção

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William James

“Todo mundo sabe o que é a atenção. É a tomada de posse pela mente de forma clara e vívida, de um entre os muitos objetos ou cadeias de pensamento simultaneamente possíveis. A focalização, a concentração da consciência, fazem parte da sua essência. Ela implica o afastamento de algumas coisas de modo a que se possa lidar efetivamente com outras.” (William James, 1890).

 

O pioneiro William James capturou com perspicácia as principais características dos fenômenos de atenção que estão sob investigação até os dias de hoje. "É tomar posse pela mente" sugere que podemos escolher o foco da atenção; isto é, a atenção pode ser voluntária. Sua menção de “um dos que veem vários objetos ou linhas de pensamento simultaneamente possíveis” refere-se à incapacidade de atender muitas coisas ao mesmo tempo e, portanto, aos aspectos seletivos da atenção. James levantou a ideia de capacidade limitada em atenção, observando que "implica a retirada de algumas coisas para lidar efetivamente com outras".

Por mais claros e articulados que fossem os escritos de James, pouco se sabia sobre os mecanismos comportamentais, computacionais ou neurais da atenção durante sua vida. Desde então, o conhecimento sobre atenção floresceu e os pesquisadores identificaram vários tipos e níveis de comportamento atencioso. Primeiro, vamos distinguir atenção seletiva da excitação (arousal). A excitação refere-se ao estado fisiológico e psicológico global do organismo e é melhor pensar em um continuum que varia do sono profundo ao estado hiperalerta (como durante períodos de medo intenso).

Por outro lado, atenção seletiva não é um estado cerebral global. Em vez disso, em qualquer nível de excitação, é a alocação de atenção entre insumos, pensamentos e ações relevantes (chamados de alvos), ignorando simultaneamente os estímulos irrelevantes ou os que distraem (chamados de distratores). Atenção seletiva é a capacidade de priorizar e atender a algumas coisas e outras não. O que determina a prioridade? Muitas coisas. Por exemplo, uma estratégia ideal em muitas situações é atender a estímulos relevantes para o comportamento e as metas atuais.

Esse é o controle orientado por objetivos (também chamado de controle descendente), orientado pelos objetivos comportamentais atuais de um indivíduo e moldado por prioridades aprendidas com base na experiência pessoal e em adaptações evolutivas. Ainda assim, se você ouvir um estrondo alto, mesmo enquanto absorvido atentamente em alguma tarefa, você irá reflexivamente levantar a cabeça e dar uma olhada. Esse é um bom comportamento de sobrevivência, porque um ruído alto pode pressagiar o perigo.

Sua reação é dirigida por estímulos (stimulus-driven control) e, portanto, denominada controle dirigido por estímulos (também conhecido como controle bottom-up), que é muito menos dependente dos objetivos comportamentais atuais. Os mecanismos que determinam onde e em que nossa atenção é focada são chamados de mecanismos de controle atencional, e envolvem redes corticais e subcorticais generalizadas, mas altamente específicas, que interagem para que possamos processar seletivamente as informações (veja a figura abaixo). Várias áreas corticais são importantes na atenção: porções do córtex frontal superior, córtex parietal posterior e córtex temporal superior posterior, bem como estruturas cerebrais mais mediais, incluindo o córtex cingulado anterior. O colículo superior no mesencéfalo e o núcleo pulvinar do tálamo, localizados entre o mesencéfalo e o córtex, estão envolvidos no controle da atenção. Sabemos que o dano a essas estruturas pode levar a déficits na capacidade de orientar a atenção aberta (ou seja, a direção do olhar) e a atenção encoberta (ou seja, atenção direcionada sem alterações na orientação dos olhos, cabeça ou corpo).

Finalmente, a atenção atua nos sistemas sensoriais e, portanto, muito trabalho investiga o efeito da atenção no processamento de sinais sensoriais. Mecanismos de controle atencioso influenciam estágios específicos do processamento de informações, onde se diz que "seleção" de entradas (ou saídas) ocorre - daí o termo atenção seletiva. (Como abreviação, geralmente usaremos o termo atenção quando nos referirmos ao conceito mais específico de atenção seletiva). A atenção influencia a maneira como codificamos as entradas sensoriais, armazenamos essas informações na memória, processamos semântica e agimos para sobreviver em um ambiente ou num mundo desafiador.

 

Anatomia da atenção

O texto acima foi traduzido e imagem retirada e adaptada das páginas 276 e 277 do livro Cognitive Neuroscience - The Biology of the Mind (5th Edition), 2019. MICHAEL S. GAZZANIGA, RICHARD B. IVRY, GEORGE R. MANGUN. W. W. NORTON & COMPANY NEW YORK • LONDON.

 

Uma nova e surpreendente fonte de atenção no cérebro

Pesquisas minuciosas ao longo de décadas descobriram que o controle dessa habilidade vital, chamada atenção seletiva, pertence a algumas áreas dos lobos parietal e frontal do cérebro. Agora, um novo estudo sugere que outra área em um local improvável - o lobo temporal - também direciona os holofotes da atenção.

A adição inesperada levanta novas questões no que há muito tempo é considerado um campo científico estabelecido. "A última vez que uma área de controle de atenção foi descoberta foi há 30 anos", diz Winrich Freiwald, chefe do Laboratório de Sistemas Neurais da Rockefeller, que publicou as descobertas no Proceedings of the National Academy of Sciences. "Esta é uma descoberta fundamental que pode exigir uma repensação de conceitos antigos sobre controle atencional".

Uma descoberta acidental

Freiwald e seu colega Heiko Stemmann, da Universidade de Bremen, na Alemanha, encontraram essa área do cérebro pela primeira vez durante um experimento, alguns anos atrás. Eles estudavam a ativação cerebral em macacos envolvidos em uma tarefa que requer manter o foco em um subconjunto de pontos em movimento rápido na tela. Como esperado, áreas visuais especializadas em detecção de movimento, bem como áreas conhecidas por atenção seletiva, iluminaram-se nas varreduras do cérebro.

Mas havia também a área PITd, nomeada por sua localização na parte dorsal do córtex inferotemporal posterior, cuja ativação os cientistas não conseguiam explicar. "Todas as áreas que encontramos faziam sentido, exceto esta", diz Freiwald.

Além de não ser conhecido por conter neurônios sensíveis ao movimento, o PITd também não parecia particularmente sensível a outros tipos de informações visuais, sugerindo que não era uma área de processamento sensorial. Portanto, no novo estudo, os cientistas perguntaram se essa área misteriosa do cérebro poderia estar controlando a atenção. Parecia um tiro no escuro, pois o PITd estava longe das áreas de atenção clássicas. "Mas nós aceitamos a aposta", diz Freiwald.

Paisagem de atenção

As áreas de atenção do cérebro mantêm um mapa interno do mundo exterior, uma espécie de painel de controle que garante que estamos direcionando nossos recursos de processamento de dados para a pequena parte do mundo que é relevante para nosso objetivo a qualquer momento. Um sinal revelador de uma área de controle de atenção é que seus neurônios não se importam com o que estamos vendo - um pássaro voador, uma bola arremessada, uma única palavra em uma página cheia de palavras - apenas onde está essa coisa. Seus neurônios codificam para uma área específica em nosso campo de visão, apenas disparando quando essa parte está sendo atendida.

Então, os cientistas decidiram testar se o PITd continha algum desses neurônios. Eles selecionaram aleatoriamente cerca de 200 neurônios, esperando que pelo menos alguns deles se tornassem específicos do local, respondendo exclusivamente a uma parte da tela com pontos em movimento que os macacos no experimento estavam olhando.

Na primeira sessão de gravação, Freiwald lembra-se de andar nervoso, olhando para os monitores que rastreiam a atividade elétrica dos neurônios e a reproduzem na forma sonora. Mas sua ansiedade logo se transformou em descrença. Os resultados foram bons demais: o primeiro neurônio escolhido aleatoriamente mostrou um forte gosto por um local específico. E o segundo neurônio também. E então o terceiro. "Foi absolutamente incompreensível", diz Freiwald. “Descobrimos que um de nós podia fechar os olhos e dizer apenas ouvindo a resposta do neurônio se o sujeito estava prestando atenção na parte esquerda ou direita da tela. Foi assim que o sinal foi forte. "

O sinal poderia até prever quando os macacos cometeriam um erro, porque não estavam prestando atenção no local certo. E, tão de perto quanto esses neurônios PITd rastreavam o local da atenção, eles ignoraram o que realmente estava acontecendo na tela - outra característica de uma área de atenção. Ao contrário de um neurônio sensorial típico, sua atividade permaneceu a mesma, mesmo que os pontos em movimento mudassem de direção ou cor.

O PITd, uma área recém-descoberta para controle atencional, está bem conectada a duas áreas de atenção conhecidas anteriormente no cérebro. A imagem acima é creditada ao Laboratório de Sistemas Neurais da Universidade Rockefeller.

 

Por fim, os cientistas estimularam o PITd a ativá-lo artificialmente. "Poderíamos melhorar o desempenho do animal", diz Freiwald. "Para mim, esse é o ponto principal em afirmar que essa área controla a atenção".

Uma nova perspectiva

A área de PITd pode ter sido negligenciada por muito tempo, porque a maioria dos esforços de pesquisa se concentrou nas primeiras áreas descobertas para governar a atenção do controle. "Você não saberia se um pouco à direita poderia encontrar algo ainda mais interessante", diz Freiwald.

Mas por que essa área existe ainda é uma questão em aberto, com mistérios peculiares. Os neurocientistas sustentam há muito tempo que prestamos atenção ao mundo por meio de duas redes distintas, uma preocupada em descobrir "o que" vemos, enquanto a outra descobre "onde" vemos. Quando algo salta no ambiente, como um semáforo vermelho, chama nossa atenção através da rede “o quê”. Por outro lado, quando algo requer nossa atenção deliberada, a rede “onde” se envolve. O PITd parece ajudar no último tipo de atenção, mas está situado entre as áreas "o quê". Em outras palavras, não se encaixa bem na descrição de nenhuma dessas duas redes; parece que está entre elas.

As excentricidades do PITd podem ser uma pista de que o relato clássico da atenção não é a história completa, diz Freiwald. Mais do que apenas adicionar à lista de áreas de controle de atenção, pode realmente desafiar os cientistas a repensar como alguns aspectos de nosso cérebro estão organizados.

 

Para saber mais: https://www.pnas.org/content/116/47/23797