'A teoria do cérebro trino tem credibilidade no meio científico?' [do Tumblr]

Mais uma direto do Tumblr.

"A teoria do cérebro trino tem credibilidade no meio científico? Nosso cérebro ainda guarda os resquícios de formas de vida anteriores, e isso seria o "instinto"?"

Respondendo a sua primeira pergunta:

A hipótese de MacLean chegou a gozar de uma certa popularidade e foi recebida com alguma empolgação no final dos anos de 1960 e 1970, mas atualmente não é aceita na comunidade científica, especialmente entre os neurobiólogos comparativos e biólogos evolutivos - exatamente, quem estuda a evolução dos cérebros dos vertebrados.

MacLean, a grosso modo, propôs que nós seres humanos possuiríamos ‘três mentes’ relativamente independentes, que competiriam entre si e que teriam sua origem em 'estágios' diferentes de nossa evolução, sendo, respectivamente, resquícios de nossos ancestrais reptilianos mais remotos, de nossos ancestrais mamíferos mais primitivos e, por fim, um que remontava a nossos ancestrais primatas [1]. O problema é que, apesar da imagem atraente, existem vários problemas com estas concepções com essa imagem da evolução cerebral dos vertebrados e da própria anatomia comparativa e advinha da forma bem pitoresca com que MacLean via essas regiões. Como explica Ben Thomas, em um artigo no blog da Scientific American [1]:

“Pegue, por exemplo, os gânglios basais – esse grupo de estruturas neurais próximas a base do prosencéfalo. Elas são cruciais para o aprendizado e para o reforço de hábitos, como cortar pregos e escovar os dentes. Na década de 1960, os biólogos achavam que os prosencéfalos de répteis e das aves eram compostos principalmente de gânglios basais (eles não são), então MacLean decidiu agrupar essas estruturas, juntamente com o tronco encefálico, sob o rótulo “complexo reptiliano”. Esse “Complexo R” - afirmou MacLean - era responsável pela “agressão, domínio, territorialidade e exibição ritual” de nossos ancestrais reptilianos distantes.

MacLean também notou que algumas das estruturas neurais mais complexas que dobravam-se em volta dos gânglios basais—como a amígdala, o hipotálamo e o córtex cingulado - desempenham papéis centrais em emoções, como desgosto, nervosismo, dúvida e assim por diante. Então, ele especulou que essas áreas cerebrais devem ter surgido nos primeiros mamíferos para lidar com tarefas como a vinculação familiar e a criação de filhos. Ele reuniu-os sob um título e estampou-lhes o rótulo “complexo paleomamífero” nele.

Finalmente, MacLean observou que o neocórtex - a camada superior mais externa do cérebro - é encontrado apenas em mamíferos e está ligado a “habilidades cognitivas de alto nível” como o planejamento abstrato, a criação de ferramentas, a linguagem e a autoconsciência. Assim, ele o chamou de “complexo neomamífero”.

Mas MacLean não terminou aí. Ele prosseguiu com a hipótese de que esses três “complexos” não representavam apenas três estágios distintos da evolução do cérebro, mas permaneceram três cérebros separados e semi-independentes, “cada um com sua própria inteligência especial, sua própria subjetividade, seu próprio senso de tempo e espaço e sua própria memória”. MacLean estava dizendo, em outras palavras, que todo cérebro humano contém três consciências subjetivas independentes.”

Um exame um pouco mais detalhado põe em cheque a maioria dessas ideias e suposições. Para começar, os chamados gânglios basais são encontrados já nos cérebros dos primeiros gnatostomados, estando assim presentes nos peixes com mandíbulas. Desta maneira, nem faz sentido falar em “complexo reptiliano”, uma vez que estas estruturas são anteriores à origem deste grupo de vertebrados [1]. Além disso, os primeiros mamíferos já possuíam neocórtex bem definidos, indicando que, pelo menos, algumas habilidades cognitivas, ditas ‘superiores’, já estariam presentes em nossos ancestrais mais remotos [2, 3]. Outro fato importante é que muitos ‘répteis’ exibem comportamentos atribuídos apenas aos “paleomamíferos”, como o vínculo familiar e o cuidado parental, além de muitas aves, claramente, exibirem habilidades “neomamíferas”, como a confecção e emprego de ferramentas, compreensão verbal e até desenvolvimento de dialetos [4, 5]. Por fim, o cérebro humano não se comporta como três “complexos” separados, sendo uma órgão altamente integrado [1, 4, 5]. Então, apesar desta proposta externar uma visão de uma organização hierárquica do cérebro a partir de uma perspectiva evolutiva (e mesmo podendo ter sido um dia, uma maneira interessante de ver as relações mais gerais entre a estrutura do cérebro, a evolução e o comportamento, atualmente), ela é, na melhor das hipóteses, um resumo ultrasimplificado, que não leva em conta os avanços das neurociências.

Talvez aqui seja melhor fazer um pequeno preâmbulo. É importante que compreendamos que o que as pessoas tradicionalmente chamam de ‘répteis’ é um grupo definido basicamente pela exclusão, já que reúne espécies de vertebrados amniotas que não são nem mamíferos nem aves, como mostrado na figura abaixo [5], o que o torna tecnicamente um agrupamento parafilético [veja as postagens ’Filogenia Mastigada 1: Princípios de Filogenia e conceitos básicos’, ’Filogenia Mastigada 2: Polarização de Séries de Transformações e o conceito de Homoplasia’, ’Filogenia Mastigada 3. Grupos Monofiléticos e Merofiléticos e a filosofia por detrás da Filogenia’, ’Filogenia Mastigada 4 : Interpretando uma árvore filogenética – parte ½’ e ’Filogenia Mastigada 5 – Interpretando uma árvore filogenética 2/2’. ].

Entre os animais que chamamos de ‘répteis’ atualmente estão cerca de 10 mil espécies que incluem animais como a Tuatara (Sphenodons), lagartos, cobras, tartarugas e crocodilianos. Porém, hoje em dia é claro que podemos definir dois grandes subgrupos, um que incluiria os Squamata (lagartos e cobras) e o outro que incluiria as tartarugas e os arcossauros, que incluiria os crocodilianos, os dinossauros, tanto, aqueles que se extinguiram cerca de 65 milhões de anos atrás, como as aves, os únicos remanescentes deste grupo [5]. Portanto, se quisermos preservar o termo ‘répteis’ como uma categoria taxonômica coerente (‘Reptilia’), temos que equipará-la aos Sauropsídeos (de modo que as aves, como parte dos Dinossauros e Arcossauros, passando ser considerados ‘répteis’), que são um grupo irmão dos Sinapsídeos, o táxon ao qual os mamíferos pertencem. Desta maneira, nem ao menos somos descendentes diretos dos répteis, apesar de, enquanto amniotas, compartilhamos ancestrais comuns com os répteis [veja esta resposta do nosso tumblr aqui].

Agora, respondendo a sua segunda:

Sem dúvida, as marcas da ancestralidade comum não estão apenas em todo o nosso corpo, mas em nossos comportamentos e em nossa mente. Todavia, a visão de MacLean não captura bem essas relações e características. As ideias de MacLean revelam uma visão da evolução tremendamente simplista, altamente linear, em que novas características seriam adicionadas serialmente e se manteriam, em larga medida, independentes; enquanto as demais linhagens codescendentes continuariam, mais ou menos, da mesma forma, basicamente sem evoluir [1]. Porém, a evolução é um processo bem mais contingente e que procede em geral por ramificação, com cada linhagem sendo uma combinação de características primitivas e derivadas, ao evoluir em seus próprios termos, pelos seus próprios caminhos e adaptando-se aos seus novos ambientes e contextos demográficos.

Cérebros mais complexos evoluíram várias vezes, de maneira independente, entre os vertebrados, como foi o caso dos mamíferos, como os cetáceos e os primatas (incluindo nós, seres humanos), mas também de alguns peixes teleósteos e, principalmente, de aves, como os corvídeos e psitacídeos [4, 7]. De fato, as últimas décadas nos trouxeram uma nova compreensão do cérebro das aves, especialmente das funções cognitivas semelhantes as desempenhadas pelo neocórtex (a despeito das diferenças na organização anatômica) de uma estrutura chamada ‘pálio’ [6]. Recentemente, a descoberta de um ‘endomolde’ de um sinapsídeo extinto – um parente distante de nossos ancestrais mais diretos – revelou que mesmo uma estrutura análoga ao neocórtex evoluiu por convergência [2, 3; Veja o post do evolucionismo “As origens do neocórtex: Nem tão novo e nem tão único.”].

Na figura abaixo e ao lado estão ilustradas duas visões sobre a evolução do cérebro. A primeira, que podemos perceber na hipótese do cérebro trino de MacLean e que nos remete a 'Scala Naturae' n qual o desenvolvimento do cérebro é linear, indo do simples para mais complicado através da mera adição de novas regiões e estruturas. A segunda é a visão moderna, baseada na compreensão do que realmente é a evolução, em que a evolução se dá a partir de uma estrutura comum básica, evoluída no ancestal

comum dos vertebrados, com evolução específica nos vários ramos da árvore evolutiva, de modo a acomodar as contingências e necessidades de cada linhagem específico. Essa figura [8] foi feita a partir de [9].

Algumas das ideias de MacLean sobrevivem em um campo de pesquisa muito interessante chamado de ‘neurociência afetiva’, mas em bases neuroanatômicas comparativas e funcionais muito mais sólidas. Esse campo de estudo preocupa-se com as bases neurais das emoções e do humor e de como certas áreas cerebrais e sistemas de neurotransmissores, fatores de liberação e hormônios estão por trás de nossas motivações, apetites e atenção e como eles influenciam nossa percepção, cognição, comportamento motor, linguagem etc [7].

Por fim, em relação ao instinto, recomendo as respostas aqui, aqui e aqui. 

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Literatura Recomendada:

1. Thomas, Ben 'Revenge of the Lizard Brain' Scientific American Blog, September 7, 2012 https://blogs.scientificamerican.com/guest-blog/revenge-of-the-lizard-brain/

2. Laaß M, Kaestner A. Evidence for convergent evolution of a neocortex-like structure in a late Permian therapsid. Journal of Morphology. 2017;00:000–000.https://doi.org/10.1002/jmor.20712.

3. Laaß, M., & Schillinger, B.(2015). Reconstructing the auditory apparatus of therapsids by means of neutron tomography. Physics Procedia, 69,628–635. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2015.07.089

4. Roth G., Dicke U. (2013) Evolution of Nervous Systems and Brains. In: Galizia C., Lledo PM. (eds) Neurosciences - From Molecule to Behavior: a university textbook. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg https://doi.org/10.1007/978-3-642-10769-6_2.

5. Naumann RK, Ondracek JM, Reiter S, et al. The reptilian brain. Current Biology. 2015;25(8):R317-R321. doi:10.1016/j.cub.2015.02.049.

6. The Avian Brain Nomenclature Consortium. Avian brains and a new understanding of vertebrate brain evolution. Nature reviews Neuroscience. 2005;6(2):151-159. doi:10.1038/nrn1606.

7. Dalgleish, Tim The emotional brain Nature Reviews Neuroscience 5, 583-589 (July 2004). doi:10.1038/nrn1432

8. Mashour GA, Alkire MT. Evolution of consciousness: phylogeny, ontogeny, and emergence from general anesthesia. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Jun 18;110 Suppl 2:10357-64. doi: 10.1073/pnas.1301188110.

9.  Emery NJ, Clayton NS. Evolution of the avian brain and intelligence. Curr Biol.2005;15(23):R946–R950. www.sciencedirect.com/science/journal/09609822. 

Crédito das figuras:

Foto de Matthew Lewis, The Washington Post [Yale Medicine]

Naumam, Rk et al. (2015) doi:10.1016/j.cub.2015.02.049.

Mashour GA, Alkire MT. Evolution of consciousness: phylogeny, ontogeny, and emergence from general anesthesia. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Jun 18;110 Suppl 2:10357-64. doi: 10.1073/pnas.1301188110.