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Neuro-Holografia: O Cérebro como uma Projeção

Cérebro Holográfico"Se você quer descobrir os segredos do Universo, pense em termos de energia, frequência e vibração."
- Nikola Tesla


Um dos problemas não solucionados da neurociência é como e onde as memórias são guardadas. Pense em um copo de leite, pense na sua mãe, pense no Elvis Presley. Onde estavam estas imagens e lembranças antes de serem resgatadas por você?  Qualquer gosto, imagem, cheiro, frase, som ou memória que você pode evocar recebe em neurologia o nome de engrama. No final do século XIX os cientistas já estavam certos de que estes benditos engramas deveriam

estar necessariamente em algum lugar dentro da caixa craniana e era só procurar. O grande problema é que até hoje não sabemos o que procurar porque ninguém sabe exatamente o que é um engrama fisicamente falando.

Nos anos 1920's o neurocirurgião canadense Wilder Penfield já havia dado boas razões, entretanto, para essa confiança de encontrar as memórias dentro do cérebro. Nesta época os cientistas descobriram que podiam mexer na massa cinzenta de uma pessoa viva diretamente sem matá-la ou mesmo causar dor. Uma vez que o cérebro não tem terminações nervosas sensoriais ele sozinho é incapaz de sentir dor, portanto depois de escalpar as cabeças

om anestesia local neuro-cirurgiões podiam manipular o cérebro de pessoas conscientes sem causar qualquer desconforto. Por perigoso que pareça, foi exatamente isso que Penfiled fez.

Enquanto operava epiléticos, Penfiled estimulava eletricamente algumas áreas de seus cérebros e descobriu que ao estimular os lobos temporais em seus pacientes ele re-experenciavam memórias de episódios passados de suas vidas de uma maneira realista e detalhada. Um deles reviveu por exemplo um episódio na cozinha de sua casa e pode ouvir inclusive o filho brincando no quintal,  outro conseguiu reproduzir palavra por palavra toda uma conversa que teve com a mãe por telefone. Em  seu livro "The Mystery of the Mind" Penfield escreveu sobre estes relatos:


"Ficou evidente que não eram sonhos. Eram ativações elétricas de gravações sequenciais da consciência, registros que foram deixados por experiências prévias dos pacientes. Os pacientes "Reviveram" tudo o que tinham vivido no passado como em um flashback de filme."

Wilder Penfield concluiu que tudo o que vivemos fica gravado em nosso cérebro. Embora não pudesse selecionar o que seria evocado, notou que mesmo os eventos dos mais insignificantes podiam ser recuperados pelo seu método. Cada rosto desconhecido que você viu na rua, cada música e voz que escutou, cada inseto que te picou e o formato de cada nuvem que você viu desde que abriu os olhos e tomou aquele primeiro tapa na bunda está de alguma forma gravado no seu cérebro. Não podíamos encontrar o engrama, mas sabíamos que sacudindo a caixa podíamos tirar alguma coisa de lá.

Este foi o consenso acadêmico até que Karl Lashley, neurocientista da Universidade de Stanford entrou em cena. Em 1946 ele era neuro-cirurgião residente no laboratório de biologia de Yerkes e realizou uma série de experimentos para entender o mecanismo de formação da memória. Lashley por exemplo treinou ratos para aprender como cruzar labirintos específicos e então cirurgicamente removeu  porções específicas de seus cérebros. Seu objetivo era literalmente cortar e remover as áreas contendo o aprendizado da solução do labirinto. Para sua surpresa ele descobriu que não importa qual área ele removesse ele não conseguia remover a memória. Algumas vezes mesmo a área motora dos animais era afetada, mas o conhecimento ainda estava lá e os roedores iam se arrastando para a saída do labirinto.

Crueldade com os animais a parte, esta foi uma descoberta perturbadora pois se os engramas estão no cérebro como páginas estão em um livro porque não conseguimos arrancá-las? Uma das soluções, como a dada por Karl Priham, neurofisiologista na Universidade de Stanford é de que os engramas estão de alguma forma espalhados ou distribuídos pelo cérebro como um todo. Priham ponderou ainda que pacientes que tem porções de cérebro removidas por razões medicas nunca relatam nem são diagnosticados com perda de memória e que por outro lado temos muitos casos de perda de memória sem que o cérebro seja danificado. A remoção de áreas grandes do cérebro podem fazer com a que a memória se torne vaga, e funções podem ser perdidas, mas ninguém nunca saiu da sala de cirurgia com uma perda seletiva de conhecimento.

O problema é que nos anos 40 não havia nenhum modelo, metáfora ou mecanismo capaz de explicar este estado de informação distribuída de forma não-local. Foi necessária mais uma década e meia para que a revista Scientific American, nos anos 1960, publicasse um artigo conceituando descrevendo a primeira construção de um Holograma. O artigo e o conceito atingiu Karl Priham como um torpedo teleguiado.

Para entendermos o porquê de seu entusiasmo vamos fazer uma pausa para entender o que é, e principalmente, como funciona um holograma.

Como é, e como funciona um Holograma

A base do funcionamento de um Holograma está em um fenômeno conhecido como Interferência. Interferência é o cruzamento de padrões que ocorre quando duas ou mais ondas passam uma pela outra. Por exemplo, se você derrubar uma pedra em um lago ela criará uma série de círculos concêntricos na superfície. Se você derrubar duas pedras você terá dois conjuntos de ondas que eventualmente vão se cruzar. A combinação complexa de cristas e vales resultado da colisão destas ondas é um exemplo de padrão de Interferência.

Isso é verdade não apenas para ondas de água mas para todo tipo de ondas, incluindo ondas de luz e de rádio. Uma vez que a luz do laser é composta de ondas extremamente coerentes e 'limpas' ela é especialmente boa para produzir padrões de interferência. É como se o laser  fornecesse uma pedra perfeitamente esférica e um lago perfeitamente tranquilo e parado. Assim é natural, como veremos, que o holograma só tenha sido inventado depois da invenção do laser em 1959.

Um holograma é produzido quando a luz de um laser é dividida em duas por um jogo de espelhos e separada em dois raios distintos. O primeiro raio é direcionado ao objeto que será "fotografado" e o segundo é controlado por espelhos de forma a colidir com a luz refletida pelo objeto do primeiro raio. Quando isso acontece é gerado um padrão de interferência, que pode ser gravado em um pedaço de filme.

Ao olho humano a imagem gravada no filme não se assemelha em nada com o objeto fotografado. De fato parece mais como uma coleção de anéis de ondas em um lago do nosso exemplo acima. Mas basta um novo raio laser passar por ele (em alguns casos até a luz solar) e uma imagem tridimensional do objeto é projetada. Essa tridimensionalidade é tal que você pode ver o objeto fotografado de vários ângulos diferentes em uma reprodução exata do objeto original. Entretanto ao tentar tocá-la você lembrará que não passa de uma projeção ótica baseada no padrão de interferência do objeto original.


Holograma

 

A tridimensionalidade não é a única característica interessante dos hologramas. Se um filme holográfico contendo a imagem de uma maçã for cortado ao meio e então os dois pedaços forem iluminados por um laser o resultado não serão duas metades da imagem da maçã e sim duas maçãs inteiras. As duas metades do filme ainda projetarão a imagem completa da maçã. Mesmo se estes pedaços forem novamente cortados ao meio, a maçã original ainda poderá ser reconstruída  a partir de cada pedaço do filme. Ao contrário de um filme fotográfico normal, cada pequena porção do filme holográfico contêm em si toda a informação registrada no filme.

Foi essa característica que chamou a atenção de Priham pois pela primeira vez existia um modelo para entender como as memórias podem estar distribuídas ao invés de meramente localizadas em alguma porção do cérebro.  Se é possível que cada pedaço do filme holográfico contenha a imagem completa, então é igualmente possível cada parte do cérebro guarde toda a informação necessária para resgatar uma memória.


Uma pergunta que o modelo holográfico levanta é que tipo de onda ele poderia estar usando para criar estes hologramas internos. Pribram sugeriu uma possível explicação. É sabido que a transmissão elétrica entre neurônios não acontece de ponto em ponto, como por exemplo em um circuito elétrico, pois tanto os dendritos como o terminal do axônio possuem um formato de raiz e portanto diversos pontos de contato (ver imagem abaixo). Mas além disso, como os neurônios estão tão densamente dispostos e próximos, cada transmissão elétrica se expande ao redor para outros pontos de contato e afeta as demais neurônios formando um padrão de onda que se espalha pelo cérebro em cada sinapse. Estimasse que o cérebro humano tenha cerca de 20 bilhões de neurônios. Esta é claro, é uma hipótese plausível mas não comprovada. Talvez a realidade seja ainda mais estranha o a mente seja um holograma ainda mais escondido.

Neuronio

Visão Holografica

Agora podemos ver como o modelo holográfico explica algumas incógnitas do funcionamento do cérebro. Uma descoberta interessante do Dr. Lashley foi que os centros visuais do cérebro eram também surpreendentemente resistentes a remoções cirúrgicas, ou seja também apresentam um comportamento holográfico. De acordo com a teoria dominante de hoje deveria haver uma correspondência ponto a ponto entre o olho e o cérebro. Para cada impulso elétrico recebido pelos olhos deveria haver um impulso elétrico tratado pelo sistema nervoso. Entretanto após remover mais de 90% o córtex visual dos ratos Lashley observou que eles ainda podiam executar tarefas que exigiam um bom funcionamento da visão. Uma pesquisa similar conduzida por Priham revelou que 98% do córtex visual dos gatos podem ser removidos sem prejudicar suas habilidades visuais. Esta é uma situação embaraçosa para a neurociência localizada e linear, pois seria como admitir que uma platéia pode ver um filme inteiro mesmo se censurássemos 98% do filme.

Essa característica holograma de "O todo em cada parte"  poderia explicar porque porções tão grandes do córtex visual podem ser removidas sem que com isso haja uma perda de visão. Se o cérebro processasse a imagem de maneira local e linear uma perda de área física deveria representar uma perda de processamento, mas se ele processa esses dados usando algum tipo de holografia interna, então mesmo uma pequena área do "filme" poderia reconstruir toda a projeção enviada pelos olhos.

 

A Vastidão da Memória holográfica

Outro ponto que o modelo holográfico esclaresse é a vastidão da memória humana. Um médico e matemático húngaro, Jonh von Neumann uma vez calculou que a durante a vida uma pessoa armazena 2.8 x10^20 (280.000.000.000.000.000.000) bits de informação. Esta é uma quantidade absurdamente grande de informação e pesquisadores do modelo padrão não encontraram ainda uma maneira de explicar esse montante usando explicações locais ponto a ponto como as que igualam a memória a algum tipo de molécula ou química neurônio a neurônio.

Mas se o cérebro for mesmo alguma espécie de holograma conseguimos entender melhor como pode armazenar tanta informação em um espaço relativamente tão pequeno. Isso porque em um holograma, simplesmente mudando o ângulo em que o laser encontra o filme é possível gravar várias imagens em uma mesma superfície. Qualquer imagem registrada no filme pode depois ser recuperada simplesmente iluminando o filme com o laser no mesmo ângulo em que foi originalmente gravado. Usando este método calcula-se que em uma polegada quadrada de filme holográfico comum é possível registrar o equivalente a 117.500.000 bites, ou 50 Bíblias na versão King James.

O fato descrito acima de um mesmo pedaço de filme holográfico poder conter múltiplos registros abre também um entendimento mais claro para nossa habilidade de relembrar e esquecer das coisas. Quando um filme holográfico e varrido por um raio laser as várias imagens gravadas nele aparecem e desaparecem conforme ele muda de posição. Talvez quando tentemos lembrar de algo tenhamos algo análogo ao laser varrendo nosso cérebro em busca de um engrama em particular. Isso explicaria porque lembramos de outras coisas quando queremos lembrar de algo. Da mesma forma quando não conseguimos lembrar de uma memória específica isso serio o equivalente a fazer uma varredura laser em um filme mas falhar em encontrar o ângulo exato onde aquela memória foi registrada.


Memórias associadas

 

Outra incógnita  interessante que torna-se facilmente explicável com o modelo holográfico é a questão das memórias associativas. Uma música pode nos trazer de volta todo um momento de nossas vidas. Um sorriso de alguém que vemos pela primeira vez pode nos levar para anos atrás. Um sabor de bolo pode nos lembrar dos dias que passamos com nossa avó, e imediatamente depois nos fazer lembrar de algum importante ensinamento moral que ela nos deu nessa época.   Muitas vezes é até mesmo difícil explicar porque uma memória leva a outra. Essa natureza associativa da memória é um facilmente constatável, mas de difícil explicação.

Entretanto analogia holográfica nos fornece uma explicação. Digamos que no processo de gravação um mesmo laser passe por dois objetos; uma caneca e um cinzeiro. Nesse caso a interferência gerada, que será gravada no filme holográfico conterá as impressões de ambos os objetos. Num momento posterior outro laser passará por esta área para projetar a cadeira, e desta forma a caneca também aparecerá,, ainda que marginalmente sem ser o foco principal. Se nosso cérebro for de fato algo como um holograma isso explicaria as memórias associativas como a mudança de foco do laser de projeção, que por sua vez é sempre acompanhada de outras impressões periféricas.

Reconhecimento da Memória

Outra habilidade interessante de nossa mente é o poder de reconhecer com extrema rapidez coisas familiares. Em uma multidão de pessoas andando na rua, com extrema precisão e velocidade conseguimos identificar um rosto conhecido. Ao ouvir alguns segundos de uma música, conseguimos lembrar dela inteira. Como fazemos isso? Em um artigo de 1970 na revista Nature, o Dr. Pieter van Heerden propôs uma explicação conhecida como "reconhecimento holográfico".

O reconhecimento holográfico funciona da seguinte forma: Um laser será usado sobre um filme holográfico gravado normalmente como se faz para qualquer projeção. A única diferença é que antes este laser é refletido em um tipo especial de espelho chamado "espelho de foco" antes de chegar ao filme. Se um segundo objeto, similar, porem não idêntico cruzar o laser antes dele chagar no filme, este exibirá pontos mais intensos de luz conforme sua semelhança. Será mais brilhante quanto mais parecido os dois objetos forem. Se os dois objetos forem completamente diferentes nenhum ponto de luz aparecerá.

 

Memória Fotográfica

Em 1972, Daniel Pollen e Michael Tractenberg, dois pesquisadores de Harvard usando o modelo holográfico propuseram uma teoria para explicar porque algumas pessoas possuem memórias fotográficas (memórias eidéticas) ou seja, conseguem se lembrar de coisas com um nível de detalhe que beira a perfeição, enquanto outras não sabem o que comeram no almoço. Tipicamente um indivíduo com memória fotográfica investe alguns momentos fazendo uma varredura na cena que querem memorizar. Quando querem ver a cena novamente eles projetam uma imagem mental da mesma e a observam em seus detalhes. Alguns casos são tão exatos que a pessoa pode de fato ler as páginas de um livro que "fotografou" com sua mente.

Uma das implicações da característica holográfica do "Todo em cada parte" é que este todo perde a definição conforme a área utilizada  um pedaço pequeno do filme produzirá uma imagem menos nítida do que um pedaço grande), Pollen e  Tractenberg propuseram que talvez indivíduos com memória eidéticas consigam memórias mais vividas porque de alguma forma, tenham acesso a regiões maiores da memória holográfica. O mesmo poderia ser dito para as várias graduações de memória existentes no ser humano. Nesse modelo, quão pior fosse a memória de uma pessoa, menor o espaço ou área que ela utilizaria para fazer suas gravações.

Membros fantasmas e Propriocepção

O modelo neuro-holográfico também fornece uma explicação satisfatória para alguns comportamentos estranhos do cérebro no tocante da Propriocepção, estudada por Lackner em 1988. Sob certas condições, como no caso dos chamados "membros fantasmas" dos amputados, podemos sentir coisas que não estão ĺá.Quando sentimos uma dor de dente a dor não está no dente, mas é parte de um processo neurológico que acontece internamente e nos engana  para que acreditemos ser algo localizado em nosso corpo.  Em casos muito particulares pessoas podem sentir de fato coisas distantes como se fossem seus próprios corpos. Esta Propriocepção pode ser distorcida com um experimento simples.

Pegue duas pessoas e coloque-as sentadas em duas cadeiras em fila. A pessoa de trás deve ser vendada e então estender o braço e colocar a mão no nariz da pessoa da frente e ao mesmo tempo colocar sua mão sobre seu próprio nariz. Em seguida deve começar a acariciar os dois narizes ao mesmo tempo. Em pouco tempo surgirá a impressão de que ela é dona de um nariz incrivelmente longo. É o famoso efeito Pinóquio.

Outro experimento interessante neste sentido é demonstrado no vídeo a seguir. Nele algumas pessoas são induzidas a acreditar que um braço de borracha lhe pertence e inclusive relatam sentir dor quando este é acertado por um martelo.


Ora, criar uma ilusão de que algo não local tem uma posição e formato específico é quase a descrição formal de um holograma. Quando olhamos uma projeção holográfica ela nos dá a impressão de que possui uma extensão no espaço mas se você tentar pegá-la com as mãos verá que não há nada lá. Isso porque o holograma é uma imagem virtual. Assim com a imagem aparentemente tridimensional do espelho está "localizada" na sua superfície, a verdadeira localização de um holograma é o filme usado na projeção. Isso não apenas explica porque os soldados com "membros fantasmas" podem sentir dor e cócegas em braços que não existem mais, mas sugere que nosso corpo todo é uma projeção. Em outras palavras, somos inteiramente compostos por "membros fantasmas."

 

Evidências experimentais do Modelo Holográfico

Além de preencher alguns buracos do nosso conhecimento sobre a mente, o modelo holográfico também possui apoio experimental. O biólogo Paul Pietsch da Universidade de Indiana foi quem nos forneceu este suporte. Ironicamente Pietsch era um dos opositores das ideias de Pribram e queria provar que ele estava errado.  Particularmente ele queria provar que, ao contrário do que propõe o modelo holográfico, as memórias possuem sim uma localização específica dentro do cérebro. Para isso desenvolveu uma série de experimentos com salamandras de laboratório. Em um estudo anterior ele descobriu que podia tirar o cérebro de uma salamandra sem matá-la, e ainda que permanecesse em um estado de torpor, retomada sua vida normalmente quando o cérebro era devolvido.

Pietsch propôs que se o comportamento de alimentar-se não estivesse confinado em uma parte especifica do cérebro, mas espalhado por todo ele, então não importa a posição do cérebro, a salamandra continuaria se alimentando. Então ele trocou o hemisfério esquerdo de lugar com o direito e reimplantou na salamandra. Mas para sua surpresa ela imediatamente retomou sua atividade favorita, comer.

Ele então fez outro experimento, com outra salamandra, e colocou desta vez o cérebro de ponta cabeça. E novamente, quando ela se recuperou, voltou a comer. Pietsch realizou mais de 700 operações semelhantes. Ele removeu pedaços, trocou eles de lugares, subtraiu regiões inteiras e até mesmo picotou completamente o cérebro de uma das cobaias. Todas elas voltavam a se alimentar normalmente. Por mais que não esperasse, estes experimentos convenceram Pietsch que, pelo menos no caso das salamandras, podemos afirmar que de fato os registros cerebrais não são meramente locais. Ele foi entrevistado pelo famoso programa de TV 60 Minutes e publicou o resultados de seus experimentos no livro Sufflebrain, onde por fim, se rendeu ao modelo holográfico.

 

Mindfuckmatica e Sentidos como analisadores de Frequência

Quando as ideias que dariam origem a tecnologia do holograma foram formuladas pelo futuro Prêmio Nobel, Denis Gabor em 1947, ele não estava pensando em raios lasers, que só seriam inventados na década seguinte. Seu objetivo imediato era melhorar o recém inventado microscópio eletrônico. Para isso Gabor usou um tipo de cálculo inventado por Jean Fourier no século XVIII. Colocando de modo grosseiro o que Fourier desenvolveu foi uma maneira matemática de converter qualquer padrão, não importa o quão complexo fosse em uma simples linguagem de ondas. Ele também mostrou como estas ondas podem ser depois convertidas novamente nos padrões originais que a formaram. Essa transformação de padrões-ondas, ondas-padrões é chamada portanto de Transformada de Fourier. Esta é chave que Gabor utilizou para propor que uma imagem poderia ser convertida em uma onda para ser recuperada mais tarde.

Durante a década de 60 vários pesquisadores entraram em contato com Priham para compartilhar com ele evidências de que o sistema visual trabalha como uma espécie de analisador de frequência. Uma vez que frequência é a medida do número de oscilações de uma onda por segundo, este era um indício de que o cérebro realmente funciona como um holograma. Em 1979 os neurocientístas Russel e Karen DeValois deram um importante veredito neste sentido. Nos anos anteriores já sabíamos que no cortex visual diferentes células cerebrais reagem a diferentes padrões - algumas células são ativadas quando o olho vê linhas verticais outras horizontais, por exemplo. Isso fez muitos pesquisadores concluírem que o cérebo recebe inputs destas células super especializadas e então de alguma forma une todas elas e cria nossa  percepção visual. Os DeValois não ficaram satisfeitos com esta explicação. Para testar isso eles usaram as equações de Fourier  para converter um padrão de tabuleiro de xadrez em uma simples ondas eletromagnéticas e então testaram para ver como as células visuais reagiriam sendo expostas diretamente a elas, sem passar pelos orgãos dos sentidos. O que eles descobriram foi que os cérebros recebiam não as ondas criadas mas aos padrões originais que a criaram. A única conclusão possível é que o cérebro usa da mesma matemática de Fourier - a mesma matemática usada nos hologramas - para converter imagens visuais em ondas e ondas em imagens visuais.

Cerca de um século antes deste experimento o médico alemão Hermann Von Helholtz havia mostrado que os ouvidos também são analisadores de frequência. Décadas antes nobel, Georg von Békésy também nos mostrou que nossa pele é sensível a frequência de vibrações e até produziu algumas evidências de que o paladar envolve um tipo específico de análise de frequência. Mais recentemente pesquisadores revelaram que mesmo o olfato é baseado no que esta sendo chamado de frequências ósmicas.

 

As Frequências do Universo

Ainda que essas afirmações permitam elucidar uma vasta gama de então mistérios e ainda que tenham certo suporte experimental, devemos ressaltar que o modelo holográfico ainda é motivo de controvérsias dentro da academia. Uma das razões é que existem para isso é que muitas outras teorias concorrentes também possuem evidências para suportá-las. O modelo holográfico não é perfeito, mas é especialmente atraente diante do fato de fornecer um modelo mais abrangente do que as demais teorias. De fato, podemos dizer que entre os especialistas que consideram a hipótese, boa parcela o faz pela mera inadequação dos modelos tradicionais.

Mas se o modelo holográfico se consolidar no futuro algumas questões importantes serão levantadas em seguida. Se nossa realidade mental é um holograma, ela é um holograma de que? Se como DeValois e tantos outros mostraram nosso cérebro só entende padrões de interferência, o que é então a realidade o mundo que vemos ou os padrões de interferência?

A conclusão um tanto incomoda é que o mundo "real" de praias, beatles, rosas e salgadinhos talvez não exista, ou pelo menos não exista da forma como acreditamos. As coisas so só real se forem coisas de nossa cabeça e assim a linha entre ilusão e realidade se torna ainda mais tênue. Nessa caso, nossos sentidos são algo próximo ao antigo conceito hindu de Maya e o que realmente está la fora é algo semelhante à uma sinfonia de padrões de interferência; o reinado das frequências que é transformado no mundo real em conhecemos apenas quando passa pelo nossos cérebro. Se este for o caso, não é apenas o sabor do sorvete de morango e a voz do seu amor que são projetadas pela sua mente a partir dos padrões de ondas. É possível que o próprio conceito de espaço e tempo sejam uma invenção da nossa cabeça para tornar o universo um pouco mais fácil de engolir.


Bibliografia
  • The Holographic Universe, Michael Talbot
  • The Neurophysiology of Remembering, Karl Priham
  • Languages of the Brain, Karl Priham
  • Cem Bilhões de Neurônios, Roberto Lent
  • O Livro do Cérebro, Editora Duetto

 

Thiago Tamosauskas

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