O cerebelo apaga o toque da sua mão antes de você sentir

Um braço robótico que atrasa o mesmo toque em 200 milissegundos devolve a cócega inteira, e o atraso é o que separa o seu corpo do mundo.

A espuma do braço robótico no meio da passada

Passe a ponta do dedo devagar pelas suas próprias costelas, no trajeto exato que faria cócega em outra pessoa. Não acontece nada. Peça a alguém para repetir o mesmo caminho, na mesma velocidade e com a mesma pressão, e o corpo se dobra antes do segundo toque.

A pele é a mesma nas duas situações. Os receptores não sabem de quem é a mão: registram pressão, atrito e velocidade, e despacham o mesmo sinal pelo mesmo nervo, na mesma frequência. A diferença que apaga a cócega não mora no dedo nem na pele. Mora acima, em quem recebe o sinal.

A pergunta é antiga. Ela já aparece nos Problemas atribuídos a Aristóteles, que estranhou o fato de ninguém rir do próprio dedo. Charles Darwin voltou ao caso em 1872, em A Expressão das Emoções no Homem e nos Animais, e cravou uma condição: para o toque virar riso, o ponto exato não pode ser conhecido de antemão.

Darwin chegou perto sem ter como medir. Faltava o instrumento capaz de separar o dedo do dono, manter o movimento intacto e mexer só no intervalo entre a ordem e a sensação. O instrumento apareceu nos anos 1990, na forma de dois braços robóticos com um computador no meio.

A cócega, no fundo, é apenas o alto-falante do processo. O mesmo desconto roda em cada toque que você mesmo produz, na alça da xícara, no volante, na tecla do computador, sem virar sensação nenhuma.

A cócega chama atenção porque é o caso em que a diferença entre o previsto e o recebido salta: o toque de fora vira riso involuntário, o toque próprio vira nada.

O que faz o desconto tem nome, tem endereço no cérebro e tem prazo de validade medido em milissegundos. E é o prazo, não a identidade da mão, que decide o que chega à sua consciência.

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I  O Mecanismo

A cópia da ordem motora chega antes do toque

Toda ordem que o cérebro manda para um músculo sai em duas vias. Uma desce pela medula e move o braço. A outra permanece dentro do sistema nervoso e serve de aviso prévio: é a cópia de eferência, descrita em 1950 por Erich von Holst e Horst Mittelstaedt e, no mesmo ano, por Roger Sperry.

A cópia serve para prever. Um circuito interno, chamado de modelo direto, calcula qual sensação a ordem vai gerar: em que ponto da pele, com que intensidade e em que instante. A previsão fica pronta antes de o dedo encostar.

Quando o toque chega, o sistema compara o recebido com o previsto. A parte que coincide é subtraída, e só a diferença vira sensação consciente. Toque próprio coincide quase perfeito com a previsão, então sobra quase nada para sentir.

O endereço do circuito apareceu numa ressonância magnética funcional de 1998. Seis voluntários receberam na palma esquerda o mesmo estímulo, uma tira de espuma macia varrendo a pele a 2 hertz, ora movida pela própria mão direita, ora pela mão do experimentador.

Dois lugares registraram menos atividade quando o toque era próprio: o córtex somatossensorial secundário e o giro do cíngulo anterior. Só que os dois caíam com qualquer movimento, inclusive o que não produzia toque nenhum.

O córtex cerebelar anterior direito se comportou de outra maneira: desligava apenas quando o movimento produzia o toque e voltava a acender quando o mesmo toque vinha de fora. O cerebelo não reage ao movimento em geral, reage à consequência sensorial específica dele.

O teste decisivo veio com dois robôs. Dezesseis voluntários seguravam com a mão esquerda a ponta de um braço robótico, cujo movimento comandava um segundo braço que passava a espuma na palma direita. Com o computador no meio, dava para atrasar o toque sem alterar o movimento.

Os atrasos testados foram de 100, 200 e 300 milissegundos. A nota de cócega subiu junto com o atraso e, aos 200 milissegundos, encostou na nota que o toque de outra pessoa recebia. Duzentos milissegundos é menos que um piscar de olhos.

O mesmo aconteceu no espaço. Girando a trajetória do toque em 30, 60 e 90 graus, sem atraso nenhum, a cócega voltou na mesma proporção. O desconto exige acerto em tempo e em direção: não basta ser você quem mexe.

E o prazo é ajustável. Em 2019, trinta voluntários foram expostos de forma repetida a um atraso fixo de 100 milissegundos entre o movimento e o toque. Depois da exposição, o toque atrasado passou a ser atenuado e o imediato voltou a fazer cócega.

O relógio da previsão não sai fixo de fábrica: ele se recalibra pelo próprio erro, do mesmo jeito que a mão se recalibra ao aprender um instrumento novo.

II  Por que Importa

A briga que sobe 38% a cada revide

O desconto não fica preso na cócega. Ele reescreve a conta de força que você faz sem perceber, e a conta explica um comportamento humano bem menos delicado.

Em 2003, seis duplas sentaram frente a frente com o indicador esquerdo apoiado num molde, sob um sensor de força ligado a um motor. O motor aplicava 0,25 newton no dedo de um deles, e daí em diante cada um devolvia no outro a força que acabara de sentir, apertando por três segundos.

Ninguém foi instruído a revidar mais forte. Em oito rodadas, a força média subiu 3,2 newtons, um aumento de 38% a cada turno, e a escalada apareceu dentro de todas as duplas, sem exceção.

As duas crianças que juram que o outro bateu mais forte estão as duas dizendo a verdade. Cada uma sente a própria pancada descontada pela previsão e recebe a do outro inteira, sem desconto nenhum.

A segunda parte mediu o tamanho do desconto. Doze voluntários testados sozinhos recebiam uma força no dedo esquerdo e tinham que reproduzi-la apertando com o direito. Erravam para cima de forma sistemática: a percepção da força própria cai por volta da metade.

A prova de que o erro vem da previsão apareceu na condição seguinte. Quando os mesmos voluntários reproduziam a força com um joystick, que mandava o motor apertar por eles, o acerto ficava quase perfeito: a mão no joystick não gera a força, então não há o que prever nem descontar.

O mesmo filtro aparece na clínica, e aparece quebrado. Um estudo de 2000 comparou quinze pacientes com alucinação auditiva ou vivência de passividade, o quadro em que a pessoa relata que o próprio braço foi movido por outra vontade, com vinte e três pacientes sem os sintomas e quinze saudáveis.

Os dois primeiros grupos sentiram o toque próprio como menos intenso e menos capaz de fazer cócega que o toque de fora, o resultado esperado. Os quinze com alucinação ou passividade não mostraram atenuação alguma: o toque da própria mão chegava com a força de um toque alheio.

Quem perde a atenuação consegue fazer cócega em si mesmo, e relata que a voz interna vem de fora e que o braço obedece a outra vontade. O carimbo que diz "saiu de mim" é um só, e serve tanto para o toque quanto para a frase pensada.

Daí sai a consequência mais estranha do conjunto. A fronteira entre o seu corpo e o mundo não é a pele, que registra tudo igual. A fronteira é uma janela de tempo: o que chega dentro do prazo previsto entra como seu, o que chega atrasado entra como mundo.

Duzentos milissegundos é a largura dessa janela. Qualquer sistema que insira atraso entre a sua ordem e o retorno dela, um braço mecânico à distância, uma cirurgia remota, um controle por vídeo, tende a empurrar a própria ação para fora do prazo e fazer o corpo tratá-la como coisa de outro.

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III  A Fonte

De Weiskrantz aos dois robôs de Londres

Journal of Cognitive Neuroscience, 1999. Sarah-Jayne Blakemore, Chris Frith e Daniel Wolpert assinam "Spatio-temporal prediction modulates the perception of self-produced stimuli", o experimento dos dois braços robóticos com dezesseis voluntários.

O trabalho testou atrasos de 100, 200 e 300 milissegundos e rotações de 30, 60 e 90 graus. A nota de cócega cresceu com os dois, e o toque próprio sem atraso ficou muito abaixo do produzido pelo robô sozinho.

Nature Neuroscience, 1998. Os mesmos Blakemore, Wolpert e Frith, em "Central cancellation of self-produced tickle sensation", escanearam seis pessoas: menos atividade no córtex somatossensorial secundário e no cíngulo anterior durante o toque próprio, e o córtex cerebelar anterior direito desligando só quando o movimento gerava o toque.

Nature, 1971. Lawrence Weiskrantz e colegas, em "Preliminary observations on tickling oneself", passaram um estímulo pela sola do pé. O toque do próprio voluntário fez a menor cócega de todas, e com o experimentador movendo a mão do voluntário a cócega ficou no meio do caminho.

NeuroReport, 2001. Blakemore, Frith e Wolpert, em "The cerebellum is involved in predicting the sensory consequences of action", repetiram o desenho com tomografia por emissão de pósitrons e viram a atividade cerebelar acompanhar o tamanho da discrepância.

Science, 2003. Sukhwinder Shergill, Paul Bays, Chris Frith e Daniel Wolpert, em "Two eyes for an eye: the neuroscience of force escalation", começaram com 0,25 newton e fecharam oito rodadas com 3,2 newtons de aumento médio, 38% por turno.

Psychological Medicine, 2000. Blakemore, Smith, Steel, Johnstone e Frith, em "The perception of self-produced sensory stimuli in patients with auditory hallucinations and passivity experiences", encontraram atenuação zero nos quinze pacientes com os sintomas e atenuação normal nos demais.

eLife, 2019. Konstantina Kilteni, Christian Houborg e Henrik Ehrsson, em "Rapid learning and unlearning of predicted sensory delays in self-generated touch", expuseram trinta voluntários a um atraso fixo de 100 milissegundos e viram o cérebro trocar de alvo: atenuou o toque atrasado e devolveu cócega ao imediato.

Journal of Neuroscience, 2020. Konstantina Kilteni e Henrik Ehrsson, em "Functional connectivity between the cerebellum and somatosensory areas implements the attenuation of self-generated touch", mediram a conversa entre cerebelo e áreas somatossensoriais e a encontraram acompanhando o tamanho da atenuação.

Science, 2016. Shimpei Ishiyama e Michael Brecht, em "Neural correlates of ticklishness in the rat somatosensory cortex", acharam a cócega em ratos: vocalização em 50 quilohertz, tronco como região mais sensível, e o comportamento reproduzido por microestimulação do córtex do tronco.

American Journal of Psychology, 1897. Granville Stanley Hall e Arthur Allin, em "The psychology of tickling, laughing, and the comic", separaram a cócega leve que dá coceira, a knismesis, da cócega pesada que arranca gargalhada, a gargalesis.

O que segue em aberto é a razão de a gargalesis existir. Uma linha a lê como treino de defesa dos pontos moles, outra como sinal de brincadeira, e os ratos, que param de rir sob ansiedade, empurram a discussão para o lado do jogo sem fechá-la.

Continue curioso. Mirabile dictu.

CIÊNCIA BIZARRA

Parece mentira. Mas é real e está provado