Attention modulates cortical and subcortical responses to auditory deviance: An EEG-pupillometry study in healthy adults

Imagine que o seu cérebro é uma cidade movimentada com dois tipos distintos de guardas de segurança. Um guarda, o "Guarda Cortical", vive na torre de escritórios luxuosa no topo da cidade. Este guarda é muito inteligente, mas também muito exigente; eles só prestam atenção em coisas se você estiver procurando ativamente por elas ou se elas se encaixarem em um padrão específico que você esteja estudando. O outro guarda, o "Guarda Subcortical", vive no porão. Este guarda é menos focado em padrões complexos e mais em um alerta bruto e imediato. Eles estão conectados ao sistema de alarme da cidade, que inclui as suas pupilas (os centros pretos dos seus olhos). Quando algo surpreendente acontece, mesmo que você não esteja olhando diretamente para aquilo, o alarme dispara e as suas pupilas se dilatam (alargam) para deixar entrar mais luz e informação. Os cientistas há muito se perguntam: se você estiver ocupado fazendo outra coisa, como assistindo a um filme, o guarda do porão ainda percebe um barulho estranho no corredor, ou a falta de atenção do guarda do escritório desliga todo o sistema?

Esta questão é crucial porque nos ajuda a entender como sobrevivemos. Precisamos focar nas nossas tarefas, mas também precisamos estar seguros contra ameaças repentinas no ambiente. O cérebro utiliza um sistema químico especial (envolvendo uma estrutura minúscula chamada locus coeruleus) para gerir este equilíbrio. Embora não possamos espiar facilmente dentro do porão do cérebro para ver os guardas, podemos medir o seu trabalho observando as ondas cerebrais (sinais elétricos do escritório) e o tamanho das pupilas (o sistema de alarme no porão). Este estudo pergunta: se distrairmos o cérebro com uma tarefa visual, ambos os guardas ainda reagem a um som estranho, ou apenas um deles?

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O Experimento: Um Conto de Duas Tarefas

Para encontrar a resposta, investigadores convidaram 26 adultos saudáveis para um laboratório e os colocaram numa sala acolhedora e escura. Usavam auscultadores e um capacete especial que registava as suas ondas cerebrais, enquanto uma câmara acompanhava os seus movimentos oculares. Os participantes tinham de ouvir uma série de bipes reproduzidos através de auscultadores. Estes bipes vinham em grupos de cinco. Às vezes, os cinco bipes eram iguais (como bipe-bipe-bipe-bipe-bipe). Outras vezes, o último bipe era diferente (como bipe-bipe-bipe-bipe-BOOP).

Os investigadores configuraram dois cenários diferentes para testar a atenção dos participantes:

1. A Tarefa de Contagem (Foco Ativo): Na primeira ronda, os participantes foram instruídos a contar silenciosamente quantas vezes o som "BOOP" acontecia. Eles tinham de prestar muita atenção aos sons.
2. A Tarefa de Interferência Visual (Distração): Na segunda ronda, os sons tocavam em segundo plano, mas os participantes tinham de os ignorar. Em vez disso, tinham de observar um ecrã e premir um botão sempre que vissem uma forma específica (um círculo) a aparecer entre outras formas. A atenção deles estava totalmente focada nos olhos, não nos ouvidos.

Os investigadores procuravam dois tipos de "surpresa":

• Surpresa Local: Apenas ouvir uma mudança de tom diferente (o BOOP na sequência).
• Surpresa Global: Perceber que o padrão de todo o grupo de sons era diferente do esperado (por exemplo, perceber que toda a sequência era uma "quebradora de regras").

O Que as Ondas Cerebrais e as Pupilas Revelaram

Os resultados pintaram um quadro fascinante de como os dois "guardas" se comportam quando o cérebro está ocupado.

Quando o cérebro estava focado (Tarefa de Contagem):
Tanto o guarda do escritório como o guarda do porão estavam bem acordados.

• As Ondas Cerebrais (Guarda do Escritório): Quando os participantes ouviam um som surpreendente, as suas ondas cerebrais mostravam um pico grande e claro. Isto acontecia tanto para a mudança simples de tom (local) como para a quebra de padrão (global). O sinal era forte e fácil de ver, especialmente na parte de trás da cabeça.
• As Pupilas (Guarda do Porão): As pupilas também reagiam fortemente. Elas ficavam maiores (dilatavam-se) quando um som surpreendente acontecia. Esta dilatação era significativa tanto para a mudança simples de tom como para a complexa quebra de padrão.

Quando o cérebro estava distraído (Tarefa de Interferência Visual):
Aqui a história fica interessante. Os dois guardas começaram a agir de forma muito diferente.

• As Ondas Cerebrais (Guarda do Escritório): O guarda do escritório basicamente entrou em greve. Quando os participantes estavam ocupados a observar o ecrã, as ondas cerebrais que normalmente sinalizavam uma "quebra de padrão" (surpresa global) desapareceram completamente. Eles estavam demasiado ocupados para notar a violação de uma regra complexa. Até a mudança simples de tom (local) era mal visível, mostrando apenas uma reação minúscula e fugaz. O processamento complexo e de nível superior parecia desaparecer quando a atenção era desviada.
• As Pupilas (Guarda do Porão): O guarda do porão, no entanto, recusou-se a ser ignorado. Mesmo que os participantes estivessem distraídos, as suas pupilas ainda ficavam maiores quando ouviam um som surpreendente.
  • Para a mudança simples de tom (local), as pupilas ainda se dilatavam, embora a reação fosse um pouco menor do que antes.
  • Para a complexa quebra de padrão (global), as pupilas ainda se dilatavam significativamente. Os dados mostraram que, mesmo quando as ondas cerebrais diziam "nada está a acontecer", as pupilas diziam: "Ei, algo de estranho acabou de acontecer!"

A Grande Conclusão

O estudo sugere que o nosso cérebro tem uma personalidade dividida no que toca a notar surpresas. A parte do cérebro que gera os grandes sinais elétricos (o ERP/P300) é muito dependente da nossa atenção. Se estivermos ocupados com outra coisa, essa parte do cérebro deixa de processar padrões complexos.

No entanto, o sistema que controla as nossas pupilas (ligado aos sistemas de excitação e alerta do cérebro) é muito mais robusto. Parece manter uma vigilância de baixo nível sobre o ambiente mesmo quando estamos distraídos. As pupilas ainda conseguem detetar que algo está "errado", mesmo quando as ondas cerebrais dizem que o cérebro está demasiado ocupado para registar.

Os investigadores salientam cuidadosamente que isto não significa que as pupilas estejam a "pensar" ou que estejamos conscientemente cientes do som; em vez disso, sugere que o sistema de alerta automático do corpo (a resposta pupilar) é mais resiliente à distração do que o sistema de análise detalhada do cérebro (as ondas EEG). É como ter uma câmera de segurança que continua a gravar mesmo quando o guarda de segurança na torre adormeceu; o alarme ainda dispara, mesmo que o guarda não saiba o porquê.

Em suma, embora a nossa atenção consciente seja um recurso limitado que pode ser facilmente desviado, o sistema de alerta automático do nosso corpo mantém um olhar atento sobre o mundo, pronto para alargar as nossas pupilas e preparar-nos para a ação, mesmo quando as nossas mentes estão em outro lugar.