Os cinco sentidos servem para nos ajudar a entender o mundo externo. Um novo estudo lança luz sobre um sexto sentido e suas implicações potencialmente dramáticas para o desenvolvimento do corpo
O nariz de Pinóquio cresceu mais sempre que ele mentia. Nosso nariz humano cresce mais quando o corpo mente para nós sobre si mesmo. Uma maneira de criar esse fenômeno, conhecido como “ilusão de Pinóquio”, é fazer com que alguém se sente em uma cadeira, com os olhos vendados e peça para ele beliscar o nariz. Um pequeno vibrador é aplicado ao tendão do bíceps do braço que segura o nariz. As vibrações criam a ilusão de que o braço está se movendo e a articulação está se endireitando. Como a pessoa com os olhos vendados está segurando o nariz com esse braço, o cérebro está convencido de que, se o braço estiver em movimento, isso significa que o nariz está crescendo mais. Resultado: os participantes têm certeza de que o nariz mudou como o do boneco de madeira famoso na história quando não falou a verdade.
A ilusão é causada porque a vibração afeta um pequeno “sensor” no músculo do braço. Esses sensores fazem parte de um mecanismo, com cuja ajuda é criado o senso de auto-corpo de cada pessoa; esse sentido é chamado de “propriocepção” (percepção do eu). Os cinco sentidos familiares nos servem para entender o mundo externo, enquanto esse “sexto sentido”, como é referido às vezes, nos serve para entender a nós mesmos.
A propriocepção tem dois níveis: inconsciente e consciente. O nível inconsciente opera continuamente e realiza os pequenos ajustes que nos permitem realizar nossas ações cotidianas com precisão. Um exemplo notável da maneira como o sistema inconsciente funciona é o conhecido reflexo instintivo do joelho. Também aqui, o toque agudo logo abaixo da rótula estimula um dos “sensores” no músculo da perna. O estímulo induz uma percepção no cérebro de que a perna está encolhendo quando deveria permanecer no lugar, por isso envia uma ordem para “equilibrar” isso, endireitando-se, produzindo o movimento de chute descontrolado que todos conhecem nos exames médicos.
Para entender o que é a propriocepção no nível consciente, feche os olhos e tente entender onde está o braço e em que posição. O caso de Ian Waterman, 19 anos, britânico, que acordou em 1971 e descobriu que seu corpo havia desaparecido, demonstra a importância desse mecanismo para estabelecer nosso senso de identidade. O jovem viu seu corpo, mas não conseguiu senti-lo ou movê-lo. Os exames médicos mostraram que ele sofria de uma síndrome rara: após uma infecção viral na região do pescoço, o sistema imunológico de seu corpo atacou e destruiu as fibras neurais que transmitem as informações sobre a sensação de toque e propriocepção do corpo para o cérebro.
Cerca de 10 outros casos dessa síndrome foram registrados desde então. Waterman foi o único a ser o primeiro dos afetados que se ensinou a andar – apenas com a ajuda do senso de visão e de ordens conscientes para fazer suas pernas se moverem. Se ele fechou os olhos, no entanto, ele tropeçou.
A incrível história de Waterman é contada no livro de Jonathan Cole, de 1995, “Pride and a Daily Marathon”. O exemplo mais marcante do livro da importância da propriocepção refere-se a etapas durante as quais Waterman estava convencido de que seu eu havia desaparecido. Depois de perder a capacidade básica de sentir a si mesmo e “sentir” a presença de seu próprio corpo, ele teve a sensação de que não existia. A informação que Waterman perdeu, e com ela quase seu senso de si mesmo, chega por essas mesmas vias neurais a partir de sensores dispersos por todo o corpo – nas articulações, nos tendões e, sobretudo, nos músculos. Os sensores mais importantes (um dos quais é ativado pela ilusão de Pinóquio e outro pelo reflexo instintivo do joelho) são conhecidos como fusos musculares.
O professor Elazar Zelzer, do departamento de genética molecular do Instituto de Ciências Weizmann, Rehovot, está atualmente estudando fusos musculares na tentativa de entender os mecanismos genéticos e moleculares que informam sua atividade.
Em um artigo publicado no mês passado na revista científica Nature Communication, Zelzer e seus colegas mostraram como os genes que influenciam o sistema proprioceptivo estão conectados ao desenvolvimento de dois dos problemas ortopédicos mais comuns em crianças em todo o mundo: escoliose (curvatura da coluna vertebral) e displasia do quadril (na qual a cavidade do quadril não cobre completamente a cabeça do fêmur, para a qual os bebês são rotineiramente testados quanto à flexibilidade das articulações do quadril). Um estudo anterior realizado no laboratório de Zelzer mostrou também como o sistema desempenha um papel significativo no processo de cicatrização de fraturas corporais.
Zelzer está dedicando grande parte de sua pesquisa a assuntos com implicações médicas significativas – principalmente pelo envolvimento de dois médicos no projeto, os drs. Ronen Blecher e Eran Assaraf. Os dois interromperam suas residências médicas para procurar Phds no laboratório de Zelzer. No entanto, para progredir, o grupo deve primeiro decifrar a linguagem molecular através da qual a comunicação entre corpo e cérebro ocorre. Apesar da natureza aplicada da pesquisa, ela pode ser ligada a domínios, incluindo a conexão mente-corpo – um tipo de versão moderna da glândula pineal, que o filósofo francês René Descartes acreditava ser a sede da conexão entre mente e corpo.
“Os praticantes de ioga estão muito bem familiarizados com a localização dos fusos musculares no corpo”, observa Zelzer.
Ligações musculares
Aristóteles declarou explicitamente que os humanos têm cinco sentidos. Mas, como em muitos domínios do conhecimento, a ciência moderna precisava se libertar das noções aristotélicas para começar a avançar. O médico inglês do século XVII William Harvey, que desempenhou um papel fundamental em nossa compreensão da circulação sanguínea, foi o primeiro a notar que os músculos que movem os dedos estão localizados no antebraço. “Assim, percebemos e sentimos os dedos se moverem, mas, na verdade, não percebemos nem sentimos o movimento dos músculos que estão no cotovelo”, escreveu Harvey em um livro publicado em 1628.
O termo “sexto sentido”, em referência à capacidade do corpo de se perceber, foi usado pela primeira vez pelo médico escocês, cientista e pesquisador do sistema neural Charles Bell, em um ensaio de 1826. Os fusos musculares foram descobertos em meados do século XIX. . O termo “propriocepção” foi cunhado em 1906 pelo homem que é considerado o pai da neurofisiologia, o médico britânico Charles Scott Sherrington, que ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina por seu trabalho no campo em 1932. Como entendimento do sentido desenvolvidos, os cientistas estavam divididos sobre se essa autopercepção do corpo ocorre em um só lugar – o cérebro – ou em todo o corpo.
Hoje sabemos que ocorre em ambos: a informação neural, que é coletada com a ajuda dos vários “sensores” espalhados por todo o corpo, é transmitida ao cérebro. A informação chega a duas regiões separadas do cérebro, ao longo das linhas da divisão entre consciente e inconsciente, explica Roy Salomon, que estuda os limites da percepção humana no Centro Multidisciplinar de Pesquisa sobre o Cérebro Gonda da Universidade Bar-Ilan. Salomon diz que as vias inconscientes se conectam ao cerebelo, uma seção primordial do cérebro que desempenha um papel central no planejamento dos movimentos motores e na manutenção do equilíbrio.
O caminho consciente chega ao sulco central – uma região do córtex cerebral localizada exatamente entre o lobo parietal e o lobo frontal do cérebro. Logicamente, Salomon acrescenta, essas vias neurais terminam no ponto localizado entre a região responsável pelos movimentos motores volitivos e a região que processa o sentido do tato.
Como as informações são coletadas? Existem três tipos diferentes de sensores no corpo que enviam informações proprioceptivas: nas articulações, nas conexões entre os tendões e os músculos e nos próprios músculos. A questão da importância dos sensores também é motivo de disputa científica há muitos anos; hoje, porém, acredita-se que os fusos musculares desempenhem o papel central. Por exemplo, um testemunho da falta de importância dos sensores nas articulações é a capacidade das pessoas que foram submetidas à cirurgia de substituição do quadril para saber a posição de sua canela em relação ao quadril.
Um fuso muscular consiste em quatro terminações nervosas diferentes que espiralam em torno de cerca de uma dúzia de fibras musculares. O pequeno sensor, com menos de um centímetro de comprimento, é envolto em um tecido em forma de fuso que o separa do resto do músculo. A estrutura interna e a conexão com os diferentes neurônios permitem que o fuso ajuste o sinal neural que produz às alterações no comprimento do músculo. Por causa dessa estrutura especial, quando o músculo está imóvel, o fuso também “lembra” a posição em que estava anteriormente.
O número de eixos difere em cada músculo, explica Zelzer; todos disseram que humanos e outros mamíferos têm cerca de 20.000 esses pequenos sensores. Animais de outras ordens, acrescenta, possuem mecanismos diferentes que servem para criar propriocepção.
Esse entendimento dos elementos mecânicos que possibilitam a percepção do corpo sobre si mesmo foi articulado na primeira metade do século XX. Desde então, a pesquisa em propriocepção em biologia e humanidades, e em eixos musculares em particular, foi negligenciada. Segundo Zelzer, isso se deve à revolução dos anos 1960 na biologia molecular, que incluiu a descoberta da estrutura do DNA.
“Até então, grande atenção era dedicada ao envolvimento de sinais mecânicos na biologia, no que diz respeito ao desenvolvimento e funcionamento”, explica ele. “Quando a revolução molecular começou, em certa medida as pessoas foram cativadas por três exemplos de moléculas – DNA, RNA e proteínas – e abandonaram a mecânica. A biologia molecular tornou-se predominante; aqueles que lidavam com mecânica eram considerados parte do velho mundo.”
A percepção de que os sinais mecânicos eram importantes começou a se fundir no final dos anos 80. “Gradualmente, o fato de existir um mundo mecânico muito significativo além do mundo molecular começou a ser aceito novamente. No entanto, para que esses dois mundos se conectem e que o mecânico receba seu devido lugar, é necessário entender o mecanismo capaz de traduzir a mecânica nos sinais moleculares da biologia”, diz Zelzer.
Essa revolução – decifrando os mecanismos que geram sinais moleculares – ocorreu em várias áreas das ciências da vida e da neurobiologia, observa ele. Quanto ao sistema proprioceptivo, no entanto, “mesmo sendo um dos primeiros sistemas no corpo a ser caracterizado, não havia ninguém para criar a linguagem molecular para ele”. Zelzer acrescenta que o assunto era pouco estudado em neurociência (e Salomon de Bar-Ilan concorda com ele). Do ponto de vista do corpo, observa o professor, existem muito poucos laboratórios no mundo que estudam o papel dos fusos musculares no sistema proprioceptivo. O laboratório dele é o único que também está examinando a conexão entre o sistema e o esqueleto do corpo.
“Estamos tentando”, diz ele, “criar a linguagem molecular desse sistema e, com isso, será possível devolver o sistema ao centro”.
Como os cientistas estão descobrindo essa linguagem molecular? Primeiro, os pesquisadores do laboratório de Zelzer isolam os eixos. Posteriormente, eles examinam quais genes são expressos neles e tentam descobrir quais proteínas cada gene codifica e o que as proteínas fazem. Seu principal método é inibir a atividade de genes individuais e, em seguida, examinar atentamente as mudanças que ocorrem quando esses genes deixam de funcionar. Como ele diz, “tentamos adotar a observação sistêmica – não para focar no tecido solitário, mas examinar como ele interage com outros sistemas, como o esquelético”.
Uma proteína chamada Piezo2 é um exemplo impressionante de uma molécula que traduz um sinal mecânico (movimento) do músculo em um sinal molecular. Zelzer diz que a proteína é na verdade um canal que reside na membrana da célula nervosa que gira em torno da fibra muscular. Se o comprimento do músculo mudar, a membrana é afetada, o canal se abre e permite um fluxo de íons positivos (átomos com carga positiva) para dentro da célula. Eles desencadearam uma cadeia de mecanismos moleculares que modificam a condição do neurônio.
“Piezo é um exemplo que liga o mundo molecular ao mundo mecânico”, observa Zelzer.
Equívoco bípede
Em seu novo estudo, Zelzer et al. mostrou o que acontece quando um gene como esse dá errado. Os ratos nos quais o gene foi inibido no próprio esqueleto não desenvolveram problemas médicos. No entanto, quando o gene foi inibido apenas no sistema proprioceptivo, a escoliose se desenvolveu na maturação – um desalinhamento da coluna vertebral encontrado em cerca de 3% de todas as pessoas, nas quais as vértebras da coluna vertebral se curvam lateralmente.
“O pressuposto convencional da pesquisa é que a escoliose é o preço que pagamos por sermos bípedes”, diz Zelzer. “Mostramos que esse também é o caso dos quadrúpedes – e que o sistema proprioceptivo é responsável por manter as costas retas”.
O segundo problema do qual os ratos sofreram é conhecido como displasia da anca, uma condição comum em 0,1% a 0,6% das crianças; todo bebê em Israel é examinado por ele dentro da estrutura dos exames de rotina em hospitais e clínicas de bebês. Para explicar a conexão entre a deformação de um quadril normal e a propriocepção, Zelzer menciona um projeto anterior dele.
Como biólogo do desenvolvimento, ele examina como diferentes elementos no esqueleto e nos músculos se desenvolvem durante a gravidez e o crescimento físico natural. No estudo anterior, ele relata, ele mostrou que, para que as articulações se desenvolvam, o feto precisa se mover no útero e que o movimento incentiva a formação das articulações. “O significado da nova pesquisa”, diz ele, “é que não só precisa haver movimento, mas também deve haver movimento correto”.
Se fetos e crianças que estão desenvolvendo têm problemas com a capacidade de sentir seu corpo, seus movimentos são interrompidos e as articulações envolvidas nesses movimentos também são interrompidas. “Essa é a hipótese: não apenas é necessário movimento, mas é necessário um movimento específico, para que a articulação se desenvolva adequadamente”, diz Zelzer.
Essa hipótese traz implicações mais profundas para a compreensão da biologia e da evolução, acrescenta ele, e não apenas em exemplos patológicos – nos casos em que algo dá errado. O que isso significa é que a estrutura da pelve, um órgão anatômico central, é influenciada não apenas pela genética, mas também pelos movimentos do próprio corpo. Se a estrutura da pelve é determinada pelos movimentos dos animais, segue-se que ela tem plasticidade, que é capaz de se ajustar às mudanças.
“Digamos que ocorreu uma mutação em um determinado animal que modificou sua atividade muscular, o tamanho do osso ou a conexão do osso com o músculo”, diz Zelzer. “Essa mutação muda a maneira como o animal caminha.” No entanto, como a forma final é determinada pelo movimento, isso significa que a pelve pode se ajustar à mudança na caminhada “e, assim, preservar sua capacidade de sobrevivência”. Assim, em contraste com a cor dos olhos e dos cabelos, que são geneticamente predeterminadas, o projeto de pesquisa do sexto sentido apresenta um exemplo de um sistema no corpo pelo qual a atividade define a estrutura.
“Nem tudo é predeterminado; parte do corpo retém plasticidade para mudanças”, resume Zelzer.
Outro lugar em que atividade e funcionamento se cruzam com a propriocepção é o envelhecimento. A propriocepção é um dos primeiros mecanismos afetados pelo envelhecimento. Como o processo de envelhecimento é frequentemente acompanhado por uma deterioração de vários mecanismos cognitivos no cérebro, é fácil supor que os efeitos sejam parcialmente devidos ao envelhecimento do cérebro. Mas é possível que a deterioração do sistema proprioceptivo também esteja relacionada ao declínio na qualidade do sinal que chega dos sensores por todo o corpo.
O Dr. Salomon observa que, quando o cérebro se sente incerto sobre a propriocepção, nos faz mover e, ao fazê-lo, torna o sentido mais preciso. Atualmente, é impossível afirmar que esse mecanismo de precisão também pode ajudar a conter os danos à propriocepção que acompanham a idade. Para entender exatamente como o envelhecimento afeta o sexto sentido, acrescenta Zelzer, é necessário também articular a linguagem molecular específica desse sentido e as mudanças que acompanham a idade. Muita pesquisa é necessária para chegar a conclusões confiáveis, diz ele. No entanto, a possível conexão entre a atividade física e a melhoria da capacidade proprioceptiva nessa esfera, inclusive em idades avançadas, é uma hipótese lógica sobre o sistema que se encontra na linha de costura entre corpo e cérebro.
Publicado em 10/07/2020 21h13
Artigo original:
Estudo original:
Achou importante? Compartilhe!
Assine nossa newsletter e fique informado sobre Astrofísica, Biofísica, Geofísica e outras áreas. Preencha seu e-mail no espaço abaixo e clique em “OK”: