Early visual cortex is not functionally necessary for temporal attention: A TMS study

O cérebro humano é uma maravilha de eficiência, mas também é uma criatura da escassez. Ele não consegue processar cada visão, som e sensação no ambiente de uma só vez sem consumir suas reservas de energia. Para sobreviver, o cérebro emprega uma estratégia chamada atenção, um mecanismo que atua como um holofote, aumentando a clareza de informações específicas enquanto atenua todo o resto. Embora os cientistas compreendam há muito tempo como focamos em lugares específicos de nossa visão, a questão de como focamos em momentos específicos no tempo permaneceu mais elusiva. Sabemos que podemos escolher voluntariamente estar prontos para um evento em um segundo preciso, mas a maquinaria biológica por trás dessa habilidade era um mistério. Estudos anteriores usando scanners cerebrais mostraram que, quando focamos em um tempo específico, a atividade aumenta no córtex visual precoce, a parte do cérebro na parte de trás da cabeça que recebe primeiro as imagens dos olhos. No entanto, esses scanners mostram apenas uma correlação; eles revelam que duas coisas acontecem ao mesmo tempo, mas não podem provar que uma cause a outra. Era possível que essa área visual precoce fosse meramente uma espectadora, iluminando-se porque outras partes do cérebro estavam fazendo o trabalho real de cronometragem.

Para resolver esse enigma, pesquisadores da Universidade de Nova York projetaram um experimento para testar se o córtex visual precoce é realmente necessário para esse tipo de foco temporal. Eles usaram uma técnica chamada estimulação magnética transcraniana, que envolve colocar uma bobina magnética contra o couro cabeludo para entregar um pulso breve e inofensivo que interrompe temporariamente a atividade elétrica das células cerebrais subjacentes. Ao aplicar esse pulso no exato momento em que um alvo visual aparecia, a equipe poderia ver se a interrupção do córtex visual precoce quebraria a capacidade do cérebro de focar naquele momento específico. Se o córtex visual precoce fosse o motor da atenção temporal, a interrupção deveria ter tornado as pessoas mais lentas e menos precisas. Se, contudo, o cérebro dependesse de um sistema diferente e de nível superior para gerenciar o tempo, a interrupção da área visual precoce não deveria ter tido efeito no desempenho.

Os pesquisadores pediram a voluntários que realizassem uma tarefa onde observavam dois formatos, chamados de patches de Gabor, que apareciam um após o outro no canto inferior direito de uma tela. Antes de os formatos aparecerem, um som dava aos voluntários uma dica sobre qual formato eles precisariam identificar. Às vezes a dica era precisa, dizendo-lhes exatamente qual formato observar; outras vezes, o som era neutro e não ajudava. Os voluntários tinham que decidir se o formato indicado estava levemente inclinado para a esquerda ou para a direita. O experimento foi conduzido sob quatro condições diferentes: em alguns ensaios, o pulso magnético era entregue assim que o primeiro formato aparecia; em outros, atingia o segundo formato; em alguns, atingia ambos; e em um grupo de controle, nenhum pulso era entregue. Crucialmente, os voluntários não podiam prever quando o pulso aconteceria, garantindo que seu estado cerebral permanecesse consistente independentemente da estimulação. Para verificar que o pulso magnético estava realmente afetando o cérebro, os pesquisadores também monitoraram o tamanho das pupilas dos voluntários, que naturalmente se dilatam quando o córtex visual é estimulado.

Os resultados foram claros e surpreendentes. Quando os voluntários recebiam uma dica útil sobre qual formato observar, eles performavam significativamente melhor, identificando a inclinação com mais precisidade e reagindo mais rápido. Essa melhoria, conhecida como o benefício da atenção temporal, ocorreu consistentemente em todas as condições. Mais importante ainda, os pulsos magnéticos entregues ao córtex visual precoce não diminuíram esse benefício. Quer o pulso atingisse o primeiro formato, o segundo formato, ambos ou nenhum, a capacidade dos voluntários de focar no momento correto no tempo permaneceu intacta. Os dados mostraram que a capacidade do cérebro de priorizar um momento específico no tempo não depende do córtex visual precoce. Os pesquisadores confirmaram que a estimulação estava funcionando conforme o pretendido porque as pupilas dos voluntários dilataram significativamente quando os pulsos foram entregues, provando que o tecido cerebral estava sendo afetado. No entanto, essa interrupção fisiológica não se traduziu em uma falha comportamental.

Essas descobertas sugerem que a habilidade do cérebro de focar voluntariamente em um momento específico no tempo opera independentemente dos centros de processamento visual primário. Em vez de depender do córtex visual precoce para gerenciar o tempo, o cérebro provavelmente utiliza regiões de ordem superior, como redes nas áreas frontal e cingulada, para selecionar e proteger informações relevantes para a tarefa. Este estudo fornece a primeira evidência causal de que, embora o córtex visual precoce seja essencial para enxergar, ele não é o motor que impulsiona nosso relógio interno para a atenção. O cérebro pode manter seu foco temporal mesmo quando a área de processamento visual inicial é temporariamente silenciada, apontando para um sistema mais complexo e distribuído para gerenciar quando prestamos atenção.