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ONDE SE LOCALIZA A MEMÓRIA?
(capítulo 1 do livro “O Universo Holográfico” de Michael Talbot)
Karl Pribam foi um iminente neurofisiologista da Universidade de Stanford e autor do clássico livro de neurofisiologia “Linguagens do Cérebro”.
Nos anos 40, Pribam realizou um trabalho pioneiro sobre o sistema límbico, uma região do cérebro envolvida com as emoções e o comportamento.
Acreditava-se, de uma maneira geral, que as lembranças estivessem localizadas no cérebro, em algum lugar específico.
Os registros de um fato, gravados na memória, foram chamados de ENGRAMAS e, embora ninguém soubesse do que os engramas eram feitos, os cientistas acreditavam que eles estavam lá e que, um dia, seriam achados. Havia razões para essa certeza, pois pesquisas lideradas pelo neurocirurgião canadense Wilder Penfield, nos anos 20, apresentavam provas convincentes de que lembranças específicas tinham localizações específicas no cérebro. Ainda no período de sua residência como neurocirurgião, Pribam não tinha nenhuma razão para duvidar da teoria do engrama de Penfield. Mas, então, aconteceu algo que mudou seu pensamento para sempre.
Em 1946, Pribam foi trabalhar com o grande neuropsicólogo Karl Lashley, no laboratório de Biologia, na Florida.
Por cerca de 30 anos Lashley esteve envolvido em sua pesquisa sobre os mecanismos responsáveis pela memória. O que surpreendeu Pribam e o próprio Lashley, foi o fato de que suas pesquisas faziam cair por terra a teoria dos engramas de Penfield.
O que Lashley fazia era treinar ratos para realizar uma variedade de tarefas, tal como percorrer um labirinto para encontrar o pedaço de queijo, tão desejado.
Lashley removia cirurgicamente, várias porções do cérebro das cobaias e tornava a testá-las. Para sua surpresa, ele descobriu que não importava qual porção do cérebro cortasse, não conseguia erradicar a memória dos ratos. Muitas vezes ficava prejudicada a habilidade motora dos ratos, mas mesmo com porções maciças do cérebro removidas, a memória das cobaias permanecia intacta.
Para Pribam, isso era uma descoberta incrível, inacreditável! A única resposta possível, parecia ser que as lembranças não se encontravam em lugares específicos do cérebro, mas deveriam estar, de alguma maneira, espalhadas ou distribuídas pelo cérebro como um todo.
Como isso seria possível?!
Nem ele, nem Lashley sabiam a resposta.
Em 1948, Pribam foi trabalhar na Universidade de Yale e continuou a considerar a idéia de que as lembranças estavam distribuídas por todo o cérebro, e quanto mais ele pensava sobre isso, mais convencido ficava.
Enquanto isso, ele observava que os pacientes que tinham tido partes do cérebro removidas por razões médicas, nunca sofriam a perda de lembranças específicas. Mesmo a remoção de partes de lobos temporais, a área do cérebro que figurou com tanto destaque na pesquisa de Penfield, não criava nenhuma lacuna nas lembranças de uma pessoa.
Interessante notar que nem Pribam, como também nenhum outro pesquisador do cérebro foi capaz de reproduzir os resultados de Penfield. Inclusive o próprio Penfield verificou que só conseguia aqueles resultados em pacientes epilépticos.
Foi em meados de 1960 que algo veio como solução para o enigma de Pribam – o holograma.
O QUE TORNA A HOLOGRAFIA POSSÍVEL É O FENÔMENO CONHECIDO COMO INTERFERÊNCIA.
Interferência é o padrão de linhas cruzadas que ocorre quando duas ou mais ondas, como as ondas de água, perpassam uma através da outra. Dessa colisão entre as ondas resultam cristas e depressões que se arranjam de tal maneira que criam um padrão de interferência.
Por ser a luz laser uma forma coerente e extremamente pura de luz, é particularmente boa na criação de padrões de interferência. Foi com a invenção do laser que os hologramas tornaram-se possíveis.
Um holograma é produzido quando um único raio laser é dividido em dois feixes separados. O primeiro feixe de luz é projetado no objeto a ser fotografado.Com a ajuda de espelhos, deixa-se que o segundo feixe de luz colida com a luz refletida do primeiro.
Quando isso acontece, eles criam um padrão de interferência que é, então, registrado num pedaço de filme (ou chapa).
A olho nu, a imagem no filme não se parece nada com o objeto fotografado. Olhando para a chapa só conseguiremos ver anéis concêntricos iguais quando um punhado de pedras é jogado numa lagoa. Mas, assim que um outro feixe de raio laser (ou apenas uma fonte de luz), brilhe através do filme, uma imagem tridimensional do objeto original reaparece no espaço.
Muitas vezes essa imagem é tão convincente que seremos capazes de esticar as mãos para tocar o objeto. Nesse caso, as mãos flutuarão de um lado ao outro da imagem e, então, descobriremos que não existe nada ali.
Agora vem a parte mais interessante do que caracteriza um holograma: – Se um pedaço de um filme holográfico contendo a imagem de uma maçã for cortado ao meio e, em seguida, iluminado por um raio laser, cada metade do filme ainda conterá a maçã inteira. Mesmo se as metades do filme ainda forem recortadas várias vezes, uma maçã inteira ainda poderá ser reconstruída a partir de cada pequeno pedaço do filme (embora as imagens fiquem mais nebulosas à medida que os pedaços ficam menores).
Foi exatamente esta característica do holograma que fez com que Pribam finalmente encontrasse a tão esperada resposta: – as lembranças estão distribuídas no cérebro todo, ao invés de estar em um determinado lugar.
Concluiu que: Se era possível para todas as partes, de um pedaço de filme holográfico, conter toda a informação necessária para criar uma imagem completa, então parecia ser igualmente possível para todas as partes do cérebro conter toda a informação necessária para ter uma memória completa.
NOSSA VISÃO É HOLOGRÁFICA
Uma outra descoberta de Lashley foi que os centros visuais do cérebro também eram surpreendentemente resistentes à amputação cirúrgica. Descobriu que os ratos ainda podiam realizar tarefas que exigiam uma complexa habilidade visual, mesmo depois de ter removido aproximadamente 90% do córtex visual (a parte do cérebro que recebe e interpreta o que o olho vê).
Pribam, fazendo a mesma pesquisa com gatos, concluiu que 98% dos nervos ópticos podem ser removidos sem prejuízo de habilidades que exijam tarefas visuais complexas.
Os seus experimentos apresentaram um grande desafio ao padrão de entendimento de como funciona a visão.
De acordo com a principal teoria da época, havia uma correspondência de um para um, entre a imagem que o olho vê e o modo que a imagem é representada no cérebro. Assim, como exemplo, se olhássemos para um quadrado, a atividade elétrica em nosso córtex visual também assumia a forma de um quadrado. Pribam, enquanto permanecia em Yale, passou sete anos fazendo experimentos em cérebros de macacos enquanto os mesmos realizavam variadas tarefas visuais.
A natureza do “todo em cada parte” de um holograma, certamente, parecia explicar como uma parte tão grande do córtex visual podia ser removida sem afetar a habilidade para realizar tarefas visuais.
Então, Pribam pensou: – Se o cérebro processava imagens empregando algum tipo de holograma interno, mesmo um pedaço muito pequeno do holograma ainda podia reconstruir a totalidade do que os olhos estivessem vendo. Isto também explicava a falta de correspondência de um para um entre o mundo externo e a atividade elétrica do cérebro.
A única questão que persistia era: que tipo de fenômeno semelhante à onda o cérebro estaria usando para criar tais hologramas internos?
Assim que Pribam considerou essa questão, pensou numa possível resposta. Sabia-se que as comunicações elétricas que acontecem entre as células nervosas cerebrais, os neurônios, não ocorrem isoladas. Os neurônios possuem ramos, como pequenas árvores e quando uma mensagem elétrica atinge o fim de um desses ramos, ela se propaga como a ondulação numa lagoa. Pelo fato dos neurônios estarem tão densamente agrupados, estas ondulações de eletricidade que se expandem – um fenômeno semelhante à onda – estão constantemente cruzando umas com as outras.
Quando Pribam se lembrou disso, compreendeu seguramente que elas estavam formando um arranjo quase infinito de padrões de interferência e isto, por sua vez, podia ser o que dá ao cérebro suas propriedades holográficas.
“O holograma estava lá o tempo todo, na natureza , em forma de ondas emitidas pela conexão das células cerebrais”, observou Pribam. “Nós simplesmente não tínhamos a perspicácia de compreender isto”.
Pribam publicou seu primeiro artigo sobre a natureza possivelmente holográfica do cérebro em 1966, e continuou a ampliar e aperfeiçoar suas idéias durante vários anos seguintes. Como ele, outros pesquisadores ficaram cientes dessa teoria, e compreendeu-se rapidamente que a natureza espalhada da memória e da visão não é o único enigma neurofisiológico que o modelo holográfico pode explicar.
A holografia também explica:
1. como nosso cérebro pode armazenar tantas lembranças em tão pouco espaço.
2. nossa capacidade de lembrar e esquecer.
3. nossa memória associativa, como por exemplo, sentimos o cheiro de um perfume e imediatamente evocamos a imagem de uma pessoa que usava aquele perfume.
4. nossa capacidade de identificar imagens familiares como, por exemplo, reconhecer alguém que não vemos durante muitos anos.
5. a memória fotográfica, também conhecida como lembrança eidética.
6. a transferência de habilidades adquiridas.
7. a sensação de “membros fantasmas”, que, para Pribam, o que as pessoas vivenciam seja a memória holográfica do membro que já não existe, mas que ainda está registrada nos padrões de interferência do cérebro.
8. como criamos a sensação de um “mundo exterior” – assim como as imagens que vemos num espelho, como se elas estivessem dentro do espelho, criamos a ilusão de profundidade, também percebemos o mundo exterior fora de nós, sendo que as imagens estão na nossa retina.
“Criar a ilusão de que as coisas estão localizadas onde não estão é a requintada característica de um holograma”.
Base experimental para a comprovação do cérebro holográfico
O pesquisador que forneceu esta prova foi Paul Pietsch, um biólogo da Universidade de Indiana.
De maneira intrigante, Pietsch começou como um veemente cético da teoria de Pribam. Ele era descrente principalmente quanto à alegação de Pribam de que as lembranças não têm nenhuma localização especifica no cérebro.
Para provar que Pribam estava errado, Pietsch realizou uma série de experimentos usando salamandras como cobaias.
Pietsch pensou que, se o comportamento alimentar da salamandra não estivesse restrito a uma localização específica no cérebro, então não importaria qual o posicionamento do cérebro na cabeça. Se importasse, a teoria de Pribam seria refutada.
Então ele foi, passo a passo, alterando as posições das partes do cérebro, tirando e recolocando nas salamandras e verificando o comportamento alimentar das mesmas. Quando o cérebro era retirado elas permaneciam em estado letárgico, e quando era recolocado, as atividades voltavam a ser normais. Cada vez mais intrigado, Pietsch decidiu recorrer a medidas mais drásticas. Numa série de aproximadamente setecentas operações, cortou em fatias, virou, embaralhou, tirou e até picou em pedacinhos o cérebro das cobaias, mas sempre quando recolocava o que tinha tirado do cérebro delas, o comportamento das salamandras voltava ao normal.
Estas e outras descobertas fizeram Pietsch mudar de idéia e atraíram tanta atenção que sua pesquisa se tornou objeto de uma parte do show de televisão “60 minutos”. Em seu revelador livro Shufflebrain (cérebro embaralhado), ele escreve sobre essa experiência, incluindo um relatório detalhado de seus experimentos.
Com esse trabalho Pietsch teve que “tirar o chapéu” para Pribam.
A LINGUAGEM MATEMÁTICA DO HOLOGRAMA
Embora as teorias que possibilitaram o desenvolvimento do holograma tenham sido formuladas pela primeira vez em 1947, por Dennis Gabor (que mais tarde ganhou um Prêmio Nobel por seus esforços), foi nos fins dos anos 60 e começo dos 70 que a teoria de Pribam recebeu apoio experimental ainda mais decisivo.
Quando Gabor concebeu pela primeira vez a ideia da holografia, não estava pensando em lasers. Seu objetivo era aperfeiçoar o microscópio eletrônico, na época um aparelho imperfeito e primitivo. Sua abordagem era matemática, e a matemática que ele usou era um tipo de calculo inventado por um francês do século XVIII chamado Jean B. J. Fourier.
O que Fourier desenvolveu foi uma fórmula matemática para converter qualquer padrão, não importa quão complexo seja, numa linguagem de ondas simples. Ele também mostrou como essas formas de onda podiam ser reconvertidas ao padrão original. As equações que ele desenvolveu para converter imagens em formas de onda e vice-versa, são conhecidas como “conversões de Fourier”.
As conversões de Fourier possibilitaram a Gabor converter a fotografia de um objeto no borrão de padrões de interferência de um pedaço de filme holográfico. Elas também possibilitaram a ele inventar um modo de reconverter aqueles padrões de interferência em uma imagem do objeto original.
Na verdade, a especificidade do todo em cada parte de um holograma é um dos subprodutos decorrentes de quando uma imagem ou padrão é traduzido para a linguagem de formas de ondas de Fourier.
Logo a seguir, vários pesquisadores entraram em contato com Pribam, informando-o de que tinham descoberto provas de que o sistema visual operava como um tipo de “analisador de frequência”. Como a frequência é a medida do número de oscilações que uma onda sofre por segundo, isto sugeria de maneira gritante que o cérebro podia funcionar como um holograma.
Mas foi somente em 1979 que os neurofisiologistas Russel e Karen De Valois, de Berkeley, fizeram a descoberta que decidiu a questão.
Os De Valois usaram as equações de Fourier para converter padrões de tabuleiro de dama, e de xadrez, em formas de onda simples. Então fizeram testes para verificar como as células cerebrais no córtex visual respondiam a estas novas imagens em forma de onda.
O que eles descobriram foi que as células cerebrais respondiam, não aos padrões originais, mas às traduções dos padrões de Fourier. Só se podia tirar uma única conclusão: o cérebro estava usando o cálculo de Fourier – o mesmo cálculo aplicado à holografia – para converter as imagens visuais na linguagem de Fourier de formas de onda.
A descoberta de Fourier foi posteriormente confirmada por numerosos laboratórios de pesquisa de todo o mundo, e isso fornecia prova suficiente para convencer Pribam de que sua teoria estava correta. Estimulado pela idéia de que o córtex visual estava respondendo não aos padrões mas às freqüências de várias formas de onda, ele começou a reavaliar o papel que a frequência tem nos outros órgãos sensoriais.
O fisiologista e físico alemão Hermann von Helmhltz mostrou que o ouvido é um analisador de frequência.
Uma pesquisa mais recente revelou que nosso sentido do olfato parece estar baseado no que é denominado de freqüências ósmicas.
O trabalho de Bekesy demonstrou claramente que nossa pele é sensível a freqüências de vibração e esse cientista até apresentou provas de que o paladar pode envolver análise de frequência.
Bekesy descobriu que as equações matemáticas que lhe possibilitaram fazer tais descobertas, eram todas do tipo Fourier.
Pablo Fonseca – 6/16/19 (primeiro dos dois posts de entrada)
Louis Charles Morelli – 6/13/19