Reconhecimento de palavras e rostos pode ser adequadamente suportado com meio cérebro, segundo estudo

Um estudo sem precedentes de plasticidade cerebral e percepção visual descobriu que pessoas que, quando crianças, foram submetidas a cirurgias removendo metade de seu cérebro, reconheceram corretamente as diferenças entre pares de palavras ou rostos em mais de 80% das vezes. Considerando o volume de tecido cerebral removido, a surpreendente precisão destaca a capacidade do cérebro – e suas limitações – de se reconectar e se adaptar a cirurgias dramáticas ou lesões traumáticas.

As descobertas, publicadas hoje por pesquisadores da Universidade de Pittsburgh no Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS)é a primeira tentativa de caracterizar neuroplasticidade em humanos e entender se um único cérebro hemisfério pode executar funções normalmente divididas entre os dois lados do cérebro.

“A questão de saber se o cérebro está pré-programado com suas capacidades funcionais desde o nascimento ou se organiza dinamicamente sua função à medida que amadurece e experimenta o ambiente impulsiona grande parte da ciência da visão e da neurobiologia”, disse a autora sênior Marlene Behrmann, Ph.D., professora. oftalmologia e psicologia da Universidade de Pittsburgh e da Universidade Carnegie Mellon. “Trabalhar com pacientes de hemisferectomia nos permitiu estudar os limites superiores da capacidade funcional de um único hemisfério cerebral. Com os resultados deste estudo, agora temos um pé na porta da neuroplasticidade humana e podemos finalmente começar a examinar as capacidades de reorganização cerebral. “

A neuroplasticidade é um processo que permite ao cérebro alterar sua atividade e se reconectar, estrutural ou funcionalmente, em resposta a mudanças no ambiente. E mesmo que a plasticidade cerebral atinja o pico no início do desenvolvimento, nossos cérebros continuam a mudar até a idade adulta.

À medida que os humanos envelhecem, as duas metades de nossos cérebros, chamadas hemisférios, tornam-se cada vez mais especializadas. Embora essa divisão de trabalho não seja absoluta, os dois hemisférios adotam responsabilidades principais distintas: o hemisfério esquerdo amadurece como o local principal para ler palavras impressas e o hemisfério direito amadurece como o local principal para reconhecer rostos.

Mas a neuroplasticidade tem limitações, e essa preferência hemisférica se torna mais rígida com o tempo. Em alguns casos, os adultos que desenvolvem uma lesão cerebral por causa de um acidente vascular cerebral ou um tumor podem apresentar deficiência de leitura ou ficar cegos, dependendo se o hemisfério esquerdo ou direito do cérebro é afetado.

Mas o que acontece quando o cérebro é forçado a mudar e se adaptar enquanto ainda é altamente plástico? Para responder a essa pergunta, os pesquisadores analisaram um grupo especial de pacientes que foram submetidos a uma hemisferectomia completa – ou remoção cirúrgica de um hemisfério para controlar crises epilépticas – durante a infância.

Como as hemisferectomias são relativamente raras, os cientistas raramente têm acesso a mais do que um punhado de pacientes por vez. Mas a equipe de Pitt encontrou um inesperado lado positivo da pandemia de COVID-19: a normalização dos serviços de telemedicina, que possibilitou a inscrição de 40 pacientes de hemisferectomia, um número sem precedentes para estudos desse tipo.

Para avaliar a capacidade de reconhecimento de palavras, os pesquisadores apresentaram aos participantes pares de palavras, cada uma diferindo em apenas uma letra, como “sabão” e “sopa” ou “tanque” e “tachinha”. Para testar o quão bem as crianças reconheciam rostos diferentes, os cientistas mostraram a eles pares de fotos de pessoas. Qualquer um dos estímulos aparecia na tela por apenas uma fração de segundo, e os participantes tinham que decidir se o par de palavras ou o par de rostos eram iguais ou diferentes.

Surpreendentemente, o único hemisfério restante suportava ambas as funções. A capacidade de reconhecimento de palavras e rostos entre indivíduos de controle e pessoas com hemisferectomia diferiu, mas as diferenças foram inferiores a 10%, e a precisão média ultrapassou 80%. Em comparações diretas entre hemisférios correspondentes em pacientes e controles, a precisão dos pacientes no reconhecimento de rostos e palavras foi comparável, independentemente do hemisfério removido.

“Resseguradoramente, perder metade do cérebro não equivale a perder metade de sua funcionalidade”, disse o primeiro autor Michael Granovetter, Ph.D., estudante do Programa de Treinamento de Cientistas Médicos da Pitt’s School of Medicine. “Embora não possamos prever definitivamente como qualquer criança pode ser afetada por uma hemisferectomia, o desempenho que vemos nesses pacientes é encorajador. Quanto mais pudermos entender a plasticidade após a cirurgia, mais informações e talvez maior conforto, podemos fornecer aos pais que estão tomando decisões difíceis sobre o plano de tratamento de seus filhos.”

Os autores adicionais deste artigo são Sophia Robert, BS, e Leah Ettensohn, BS, ambas da Carnegie Mellon University.