Premiado cientista na área de Psicologia Biológica, Onur Güntürkün afirma que o cérebro das aves pode ter design mais eficiente que o dos mamíferos (foto: Heiner Bayer)

26/05/2014

Por Karina Toledo

Agência FAPESP – Durante muito tempo predominou entre os neurocientistas a ideia de que o cérebro havia evoluído de forma linear. De acordo com a teoria proposta em meados do século 19 pelo neurologista alemão Ludwig Edinger (1855-1918), os peixes seriam os animais com o cérebro mais primitivo. Em seguida viriam os anfíbios, as aves e, finalmente, os mamíferos.

O cérebro dos mamíferos, segundo a teoria de Edinger, não apenas continha todas as estruturas existentes nos cérebros precedentes na escala evolutiva como também apresentava uma novidade que lhe proporcionava uma capacidade cognitiva superior e inédita: o neocórtex.

Mais desenvolvido nos primatas, o neocórtex é uma espécie de capa que recobre a parte externa do cérebro. Nos seres humanos, ele é dividido em seis camadas e apresenta uma grande quantidade de sulcos repletos de neurônios que comandam funções complexas como percepção sensorial, coordenação motora, raciocínio espacial e linguagem.

Para Edinger, como os pássaros não são dotados de neocórtex, jamais poderiam ser treinados como cachorros e gatos nem desenvolver habilidades cognitivas complexas, como usar ferramentas. Mas, no início do século 21, um grupo de cientistas demonstrou que essa teoria estava errada em artigo publicado no The Journal of Comparative Neurology.

Entre os autores estava Onur Güntürkün, professor da Ruhr-Universität Bochum, na Alemanha. Em outrapesquisa divulgada na revista PLoS Biology, Güntürkün mostrou que as gralhas são capazes de se reconhecer no espelho – algo que a maioria dos mamíferos não consegue fazer e que requer um certo grau de autoconsciência.

Por seu pioneirismo na área de Psicologia Biológica, Güntürkün, nascido na Turquia, recebeu em 2013 o Prêmio Gottfried Wilheim Leibniz, considerado o Nobel alemão. Em 2014, foi o ganhador doCommunicator Award, oferecido anualmente pela Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) e pela Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft a cientistas com boa habilidade de comunicar os resultados de sua pesquisa para um público amplo, fora da esfera científica.

No dia 20 de maio, Güntürkün esteve na sede da FAPESP para apresentar a palestra “Cognition without Cortex: The convergent evolution of avian and mammalian forebrains”, na qual contou que, a partir de seus experimentos com as gralhas, foi possível concluir que as aves teriam uma estrutura cerebral comparável ao neocórtex dos mamíferos.

“As aves possuem uma estrutura cerebral com as mesmas especificidades do neocórtex, a mesma bioquímica e o mesmo padrão de comunicação. A diferença é que não é dividida em camadas”, disse.

Segundo Güntürkün, é como se a natureza tivesse criado duas soluções diferentes para o mesmo problema (capacidade cognitiva avançada), em eventos distintos e independentes da história evolutiva.

“É possível que o design do cérebro das aves seja até mais eficiente do que o dos mamíferos, pois permite habilidades cognitivas complexas mesmo com um volume muito menor. No entanto, o cérebro das aves é pequeno demais para competir com o nosso”, avaliou.

Em entrevista concedida à Agência FAPESP, Güntürkün contou mais detalhes sobre suas pesquisas voltadas a entender as origens e a evolução do pensamento. Falou ainda sobre a importância da comunicação científica e sobre seus estudos relacionados às diferenças de gênero no cérebro.

Agência FAPESP – Qual é o motivo de sua visita ao Brasil?
Onur Güntürkün – Vim a convite da DFG para apresentar a “Palestra Leibniz” [formato desenvolvido para titulares do prêmio com o intuito de estimular o diálogo tanto com as comunidades científicas no exterior quanto com a sociedade em geral] e conversar com colegas cientistas do Brasil. O Brasil é um país muito importante, não apenas em termos de economia e política, mas também em termos de ciência. A Alemanha tem uma longa tradição em ciência, mas precisa planejar seu futuro de forma apropriada e, para isso, precisa pensar quais serão as grandes nações na área da ciência no futuro e como fomentar o relacionamento entre cientistas alemães e internacionais. Penso que o conceito da DFG é muito sábio: não são os diretores ou ministros que devem ser os embaixadores da ciência, mas os próprios cientistas. A única forma de isso ocorrer é possibilitando a interação entre eles, para que descubram interesses em comum. Dessa forma, é possível descobrir que, do outro lado do Atlântico, há uma ótima pessoa interessada nos mesmos assuntos que você e com quem você pode cooperar. Essa é a ideia.

Agência FAPESP – Como surgiu seu interesse pela evolução do cérebro e do pensamento?
Güntürkün – Só conseguimos entender alguma coisa quando conhecemos sua história. Só posso entender a mim mesmo quando sei algo sobre meu passado. O mesmo vale para o cérebro e a cognição. Se entendermos em quais condições evolutivas surgiram a cognição e o pensamento, podemos entender por que pensamos o que pensamos. Esta é a razão básica. Não me recordo de um momento de minha vida em que não estava interessado nesse assunto, então não há um ponto zero. Quando eu era criança já fazia ciência, realizava experimentos. Claro que eram simples e errados, sem conhecimento da literatura. Mas era ciência e foi um momento decisivo da minha existência. Muito do que faço hoje também deve estar errado e eu ainda não tenho consciência disso.

Agência FAPESP – Como forma e função estão relacionadas no cérebro? Até que ponto a estrutura cerebral define a capacidade de cognição?
Güntürkün – Se a arquitetura de nosso cérebro fosse diferente, nossa cognição seria diferente? A resposta é sim e não. Se perdêssemos um pedaço de nosso cérebro e nossa arquitetura fosse alterada, nossa cognição mudaria de forma radical. Há, no entanto, diferentes tipos de cérebros, com arquiteturas completamente diferentes, possivelmente capazes de criar o mesmo tipo de cognição. É como se você estivesse dirigindo um carro e perdesse uma parte do motor e ele deixasse de funcionar. Mas há outros tipos de motores que podem impulsionar um carro. Há diferentes soluções para o mesmo problema. Por isso, quando me perguntam se a estrutura define a cognição, minha resposta é sim e não. Sim – há diferentes soluções – e não – dentro de uma solução específica, todos os componentes precisam estar lá para o sistema funcionar. Essa é uma questão profunda de neurociência cognitiva. Podemos entender a evolução da cognição usando esse conhecimento como pano de fundo. Há diferentes organismos e diferentes tipos de cérebro. Eles pensam como nós ou possuem formas completamente diferentes de pensar que ainda não conhecemos? Isso é material suficiente para uma vida inteira de pesquisa.

Agência FAPESP – Em sua palestra, o senhor disse que as aves têm capacidades cognitivas comparáveis às dos mamíferos, embora não possuam o neocórtex. Isso ocorre com todas as aves ou apenas um grupo especial? E como isso é possível? 
Güntürkün – Acredito que nem todas as aves conseguem fazer isso, apenas algumas, como as gralhas e os corvos. E não sabemos por que as outras não têm essa habilidade. Mas o mesmo ocorre com os mamíferos. Os cachorros não se reconhecem no espelho, nem os gatos e nem mesmo os macacos rhesus. Apenas alguns mamíferos e alguns pássaros são capazes disso e ainda não sabemos ao certo a razão. O que há de especial no cérebro da gralha que o difere do cérebro do pombo? O que há de especial no cérebro do chimpanzé que lhe dá a capacidade de se reconhecer no espelho que o rhesus não tem? Não sabemos ainda. É uma questão profunda, pois, se o autorreconhecimento é uma pista para a consciência, poderemos entender melhor a consciência se formos capazes de entender como essas diferenças entre os animais aparecem.

Agência FAPESP – Teriam as aves uma espécie de neocórtex primitivo? 
Güntürkün – Não é primitivo. É como se a natureza tivesse inventado a roda duas vezes, de forma independente uma da outra. No cérebro das aves há uma estrutura interior virtualmente idêntica ao córtex pré-frontal humano. No entanto, ela não é dividida em camadas como o nosso córtex. Me parece que, em duas situações distintas na evolução, um grupo de animais precisou desenvolver altas capacidades cognitivas e terminou com o mesmo tipo de solução básica para esse problema. Mas um grupo desenvolveu o neocórtex e, o outro, um tipo diferente de estrutura cerebral. As invenções, porém, são absolutamente idênticas. É como ir a Marte e descobrir espécies completamente diferentes, com uma origem completamente diferente, mas, ao analisar profundamente, descobrir que alguns aspectos do cérebro dessas criaturas são virtualmente idênticos ao seu. É uma grande descoberta, pois sugere que não há duas soluções para um grande problema. Sempre se acaba inventando o mesmo tipo de roda quando se deseja criar um carro.

Agência FAPESP – O senhor sugeriu que o design do cérebro das aves talvez seja até mais eficiente que o dos mamíferos. Por quê? 
Güntürkün – É possível. De outra forma seria difícil entender como pequenos cérebros conseguem ser tão poderosos em termos cognitivos como o cérebro grande dos mamíferos. No entanto, o cérebro das aves nunca conseguiu ficar tão grande como o nosso. Não existe um único pássaro ou réptil que tenha sido capaz de desenvolver um cérebro de vários quilos. Não há nem sequer um réptil cujo cérebro pese mais do que 100 gramas. Não sabemos o porquê. Desde há mais de 300 milhões de anos, répteis e aves tiveram a chance de desenvolver um cérebro grande e nunca conseguiram. O argentinossauro, descoberto na Argentina, foi provavelmente o maior ser vivo que já habitou o planeta. Era enorme e tinha o cérebro do mesmo tamanho que o de um pássaro. O cérebro desses animais é restrito em termos de tamanho absoluto, enquanto nosso cérebro com a arquitetura cortical pode ficar grande. Essa foi a vantagem evolutiva que tivemos. De outra forma, estaríamos na gaiola e seríamos os animais de estimação das aves.

Agência FAPESP – O fato de o neocórtex corresponder a 76% do volume cerebral humano pode ser a explicação para sermos os animais mais inteligentes?
Güntürkün – Sim. É possível que tenhamos apenas um cérebro de primata muito grande. Simplesmente possuímos maior número de neurônios no neocórtex que qualquer outro animal do planeta. Há animais com cérebros maiores, como algumas baleias, elefantes, mas eles têm número menor de neurônios. Possivelmente nossa superioridade tenha razões quantitativas. É como os computadores. Colocamos mais memória, melhoramos outras especificações e, de repente, a máquina fica mais rápida, mais poderosa e capaz de calcular mais coisas.

Agência FAPESP – Somos, então, apenas primatas com um cérebro grande?
Güntürkün – Sim. Sou orgulhoso por ser um primata.

Agência FAPESP – O que já se conhece sobre o neocórtex e suas funções?
Güntürkün – Sabemos muito sobre o neocórtex, é uma das neuroestruturas mais bem estudadas. Por outro lado, entendemos muito pouco o cérebro dos pássaros. Obviamente, como somos mamíferos, acreditamos por centenas de anos que apenas com o neocórtex seria possível ter capacidades cognitivas avançadas, então havia um grande interesse em estudar o neocórtex. Agora que descobrimos que pássaros são tão capazes quanto nós, temos que trabalhar fortemente para preencher essa falta de conhecimento sobre as estruturas cerebrais das aves.

Agência FAPESP – Estudar o cérebro é sempre um grande desafio, pois não se pode simplesmente tirar um pedaço de tecido e analisar sob o microscópio sem grande consequências. Quais metodologias o senhor usa? 
Güntürkün – Claro que em humanos não podemos fazer experimentos invasivos, mas podemos gravar um eletroencefalograma, colocar nossos voluntários em uma máquina de ressonância magnética funcional e avaliar a atividade cerebral. Quando os pacientes têm má sorte ou genes ruins que resultam em uma alteração da estrutura cerebral, há sempre uma alteração correspondente nas habilidades cognitivas que podemos estudar. E, obviamente, fazemos experimentos comportamentais e coisas desse tipo. Nos animais, como os pombos que tenho usado muito no meu laboratório, podemos, mediante autorização, fazer experimentos invasivos, como implantar pequenos eletrodos no cérebro para gravar a atividade.

Agência FAPESP – O senhor tem estudos relacionados ao beijo e à tendência de os casais virarem a cabeça para a direita quando estão se beijando. Por que estudou esse tema? 
Güntürkün – É preciso deixar claro que não estudei o beijo para entender o beijo e sim para compreender a assimetria do cérebro humano. Tudo começou com a descoberta de que as aves têm um cérebro assimetricamente organizado. Essa assimetria aparece mesmo antes de saírem do ovo, quando viram a cabeça para o lado direito. Isso proporciona maior estimulação de luz no olho direito do embrião, que fica voltado para a casca do ovo. Então descobri, pela literatura, que humanos também viram a cabeça, desde antes de nascer, na maioria das vezes para o lado direito. E continuamos apresentando essa tendência por vários meses após o parto. Tenho uma teoria maluca de que isso, de alguma forma, modula nossos circuitos cerebrais. Se sou um recém-nascido, olho quase sempre para a direita, vejo minha mão direita e começo a fazer alguma atividade com a mão direita. E faço menos atividades com a mão esquerda. Então o fato de ser destro poderia ter sido influenciado por minha tendência de olhar para a direita.

Agência FAPESP – O senhor conseguiu comprovar essa teoria? 
Güntürkün – Formulei essa teoria e meus colegas me disseram que era bobagem, pois os bebês param de olhar para a direita por volta de 3 ou 4 meses de idade. E a destreza manual se manifesta muitos anos depois. Há um intervalo de tempo entre os dois eventos. Mas eu não acreditava nisso e pensei que talvez o padrão de movimentação dos bebês seja apenas muito complexo para que vejamos com clareza a tendência de virar a cabeça para a direita. Se essa tendência realmente nunca desaparece, nós, adultos, também devemos manifestá-la de alguma forma. Certo dia, eu estava sentado no sofá de minha casa e, de repente, me ocorreu: o beijo. Durante o ato de beijar não posso ficar com a cabeça reta, é preciso virá-la para um dos lados. Decidi observar casais em aeroportos enquanto eles estão esperando seus amados. O experimento foi feito em grandes aeroportos internacionais, de três diferentes continentes, para reduzir a possibilidade de qualquer viés cultural. Descobri que humanos têm a tendência de virar a cabeça para a direita em proporção absolutamente idêntica entre adultos e recém-nascidos: dois terços. Essa tendência não muda durante toda a vida e possivelmente ela modula a destreza manual nos humanos.

Agência FAPESP – No caso das aves, de certa forma, há uma relação com a estimulação do olho direito pela luz. E com os humanos? 
Güntürkün – Isso não acontece porque nossa visão é frontal. Minha teoria é que viramos a cabeça na tentativa de visualizar os próprios membros. Mas ainda não descobrimos o que mais é afetado por esse padrão de virar a cabeça além da destreza manual. É apenas um dos aspectos da assimetria cerebral que estamos estudando atualmente em meu laboratório.

Agência FAPESP – É verdade que há um lado do cérebro que controla emoções e habilidades com a música e outro lado responsável por atividades mais relacionadas com a razão?
Güntürkün – Isso é folclore existente na área de Psicologia e Neurociência. Precisamos de todo o cérebro para tocar uma música ou para raciocinar. Há algumas especializações relevantes. Para a música, por exemplo, nossa habilidade de compreender o ritmo é mais dominante no hemisfério direito. Então há um aspecto da música mais relacionado ao lado direito do cérebro. Depois que o famoso compositor [Maurice] Ravel teve um derrame no hemisfério direito, embora ainda fosse capaz de ouvir música, ele não conseguia mais compreendê-la, pois perdeu a habilidade de computar o ritmo. O raciocínio, porém, é algo que requer todo o cérebro. Muitos desses folclores possuem algum fundo de verdade, mas nem todos os fatos envolvidos são verdadeiros.

Agência FAPESP – Também é folclore que os homens têm mais neurônios do que as mulheres? 
Güntürkün – Isso é verdade. Os homens têm entre 10% e 15% mais neurônios, mesmo se o cálculo for proporcional ao tamanho do corpo. Mas a diferença na prática, francamente, ainda não sabemos. A inteligência de homens e mulheres é possivelmente idêntica. Há alguns cientistas que defendem que o QI [coeficiente de inteligência] é um pouco mais elevado nos homens. Se isso for verdade, no entanto, o efeito prático seria pequeno. Há outros estudos que não foram capazes de mostrar qualquer diferença. Minha teoria é que homens e mulheres são idênticos em termos de inteligência. Assumo essa premissa porque a maior parte da literatura mostra que, se há uma diferença, ela é muito pequena e não é importante. No entanto, é possível que exista diferença em termos de conhecimento. Homens aparentemente podem guardar um número de fatos cerca de 10% a 15% maior. Pode ser que o córtex seja um grande armazém e, se você tem um armazém maior, pode guardar mais itens dentro dele. Esta é minha teoria preferida e estamos elaborando estudos para analisá-la.

Agência FAPESP – Mas por que os homens precisariam de um armazém maior?
Güntürkün – Não tenho ideia. Não faz sentido em termos evolutivos. A pressão evolutiva de seleção, no que se refere ao conhecimento, atua sobre homens e mulheres de maneira igual. Por que os homens precisariam ter mais neurônios? Realmente não sei. Vamos morrer com muitas questões a serem respondidas. Mas, pelo menos, eu gostaria de descobrir se, de fato, existe uma relação entre ter mais neurônios e conseguir armazenar mais conhecimento. Aí uma questão ainda mais profunda apareceria: por quê? Fico ansioso de pensar que nunca vou saber.

Agência FAPESP – O senhor ganhou o Communicator Award de 2014, o que demonstra seu interesse em comunicar os resultados de sua pesquisa também a um público leigo. Por que acredita que a comunicação científica é importante?
Güntürkün – Estou muito honrado por ter sido escolhido. De acordo com o júri, sou capaz de me comunicar muito bem com a mídia e com o público em geral. Penso que isso é algo que todos nós, cientistas, temos de fazer. Precisamos falar sobre nossas pesquisas com a mídia, o público leigo e com outros cientistas e estudantes. E temos de fazer isso de forma que todos possam entender. É algo que considero meu dever, pois sou financiado pelos impostos dos contribuintes. Esses impostos garantem o melhor emprego do planeta a um número muito pequeno de pessoas: os cientistas. Trabalhamos naquilo que nos interessa, com quem desejamos e com as técnicas que escolhemos. Somos livres e podemos brincar com nossas ideias e isso é algo absolutamente fantástico. Ao mesmo tempo, somos rodeados por alunos brilhantes e muitas pessoas interessantes de todas as partes do mundo. Em troca, os contribuintes têm o direito de saber o que você está fazendo. E quando falo com esses trabalhadores não devo usar palavras que dificultem o entendimento. É meu dever.

Agência FAPESP – De forma geral, os cientistas cumprem bem esse dever? Como melhorar? 
Güntürkün – Acredito que, de maneira geral, os cientistas estão cientes desse dever e fazem um bom trabalho. Mas há algumas limitações. Há um imenso interesse em ciência por parte do público. Na televisão, não há apenas esportes e telenovelas, mas também programas sobre novas descobertas, animais e muitos outros aspectos relacionados à ciência. Jornalistas me procuram com frequência e a muitos de meus colegas. Fazem isso, obviamente, porque o jornalismo científico desperta interesse nas pessoas. Mas há uma responsabilidade dupla. Aos cientistas cabe não ter vergonha de falar com a mídia e ser claro. E a mídia tem a responsabilidade de divulgar a ciência da forma como ela é realmente, e não divulgar apenas escândalos, invenções fantásticas e coisas desse tipo.

Agência FAPESP – O senhor já teve problemas com a mídia? 
Güntürkün – Eu aprendi muito sobre a interação com a mídia ao longo de minha vida e tive algumas experiências difíceis. A maioria das pessoas da mídia realmente tenta fazer um bom trabalho. Mas, às vezes, os mecanismos internos da imprensa fazem com que as mensagens sejam muito simplificadas. Acho que esse é um problema que tanto cientistas quanto jornalistas precisam tentar solucionar de alguma forma.