domingo, 30 de agosto de 2009

O eu no cérebro



Quem já tentou meditar sabe o quanto é difícil "calar a mente"

Nosso cérebro, tal qual o de tantos outros animais, exerce funções bem corriqueiras, como a de manter o funcionamento do corpo, as batidas cardíacas, a digestão, e a respiração, atividades que não precisam de concentração para serem feitas. Podemos dizer que são executadas pela parte do cérebro que trabalha como uma espécie de piloto automático, o "cruise control" da mente.

No caso de cérebros humanos, de longe os mais sofisticados do reino animal, uma outra função essencial é exercida: o senso de individualidade, de você saber quem você é, de como você se encaixa na sociedade e no mundo.Os cientistas estão aprendendo cada vez mais sobre como o cérebro humano mantêm o senso individual de ser ele mesmo -um senso misterioso desde os primórdios da humanidade, às vezes chamado de alma.

Neurocientistas estudam corriqueiramente a atividade cerebral, com a ajuda de instrumentos sofisticados como a PET (tomografia por emissão de pósitrons) e a fMRI (imagem por ressonância magnética funcional), que medem o fluxo sanguíneo: quanto maior o número de neurônios ativos, mais oxigenação é necessária e maior é o sinal registrado.

O que surpreendeu os cientistas foi o nível de atividade quando os cérebros dos pacientes estavam em "repouso", ou seja, quando não estavam focados em alguma tarefa explícita, como fazer um cálculo, escrever ou ouvir música. É nesses momentos que temos nossos devaneios diurnos, quando o pensamento parece ir à deriva, comandado por si mesmo.

Quem já tentou meditar sabe o quanto é difícil "calar a mente", acalmar a atividade incessante do cérebro.

Esse estado, uma espécie de modo de atividade cerebral de fundo (ACF, para simplificar) (do inglês "default mode network"), parece ter características semelhantes em todos os indivíduos saudáveis, mesmo que individualmente existam diferenças.

O foco de ação ocorre principalmente na região divisória entre os dois hemisférios cerebrais e no córtex frontal e posterior. O interessante é que, quando o indivíduo exerce uma atividade intelectual, como memorizar uma lista de palavras, essa atividade de fundo diminui. Mas, quando o indivíduo relembra memórias pessoais, ou tenta decidir entre escolhas alternativas de procedimento, o nível de ACF aumenta acima dos valores em repouso. Juntas, as regiões de córtex frontal e posterior, engajadas em manter a ACF, parecem criar o nosso senso de quem somos, de como nos colocamos no mundo e de como procedemos como indivíduos diante de diversos desafios e escolhas alternativas. Possivelmente, esse modo de funcionamento representa o centro de operações da mente humana.

Neurocientistas vêm investigando conexões entre a ACF e patologias psiquiátricas, da esquizofrenia à síndrome de estresse pós-traumático. Em um estudo com 115 esquizofrênicos e 130 pessoas saudáveis, realizado por Vince Calhoun e seus colaboradores da Universidade do Novo México, alguns dos processos relativos à ACF jamais "desligavam", dificultando que eles conseguissem se concentrar em tarefas comuns.

Outro estudo, com mulheres que sofreram traumas na infância, indicou falhas na conectividade entre os vários subprocessos da ACF. É sabido que pacientes com esse tipo de síndrome traumática podem perder o senso de identidade por um certo período de tempo. Aparentemente, a ACF vai criando ligações e desconectando outras conforme a criança vai crescendo. Nosso senso de quem somos vai mudando até a idade adulta, quando fica mais rígido. Ao menos para a maioria das pessoas.

domingo, 23 de agosto de 2009

Homo artisticus



Se a natureza cantava, os homens queriam cantar também

A Terra tem uma idade aproximada de 4,5 bilhões de anos.

Nossa espécie, o Homo sapiens, apareceu em torno de 200 mil anos atrás, na África. Se concentrássemos 4,5 bilhões de anos em uma hora, nosso aparecimento teria ocorrido há menos de dois décimos de segundo. Somos a presença mais recente neste planeta e nos achamos donos dele. Algo para refletir.

Evidências fósseis e genéticas indicam que grandes migrações da África em direção à Eurásia e à Oceania ocorriam já há 70 mil anos. A fala, parece que tínhamos há pelo menos 50 mil anos. Dos 200 mil anos que marcam a nossa presença na Terra, há apenas 10 mil nós nos organizamos em sociedades agrárias, capazes de se sustentarem com o plantio e colheita regular de espécies de vegetais domesticados.

Certamente, quando essas sociedades começaram a se organizar, alguns animais também foram domesticados.

Antes dessas sociedades agrárias, bandos de homens e mulheres corriam pelas savanas africanas e planícies eurasiáticas à procura de alimentos e abrigo. Os perigos eram muitos, de animais predadores e grupos inimigos a fenômenos naturais violentos, como misteriosos vulcões e terremotos. Para sobreviver, nunca se podia baixar a guarda.

Desde cedo, ficou claro aos nossos antepassados que a natureza tinha seus próprios ritmos, alguns regulares e outros irregulares. A linguagem nasceu tanto para facilitar a sobrevivência dos grupos quanto para imitar os sons ouvidos pelo mundo, de cachoeiras e trovões aos pássaros e os temidos tigres. Se a natureza cantava, os homens queriam cantar também.

Recentemente, foram descobertos os instrumentos musicais mais antigos, flautas feitas de ossos de abutres e mamutes, datando entre 35 mil e 40 mil anos atrás. Os objetos foram encontrados em uma região na Alemanha, provando que não só humanos haviam já saído da África então, como também haviam desenvolvido habilidades musicais e artesanais. Se o vento assobiava ao passar por frestas e galhos, se gotas caiam ritmicamente das folhas, os homens procuravam imitar esses sons, criando os instrumentos capazes de fazê-lo.

Apesar de não sabermos muito sobre os costumes dessa gente, é difícil evitar imagens, talvez um pouco românticas, do que ocorria então. A vida era difícil. Provavelmente poucos sobreviviam além dos 20 anos. Mas imagino que existisse uma abundância enorme de animais nos campos, mares e rios. Pinturas nas cavernas da Europa e da África, algumas datando de mais de 20 mil anos atrás, mostram uma enorme variedade de animais e também de cenas de caçadas e de rituais. Provavelmente grupos se reuniam nas cavernas para comer, dormir e celebrar uma boa caça. As pinturas podiam ser tanto ornamentos quanto desenhos ritualísticos que faziam parte de cerimônias religiosas.

Certamente o som das flautas e dos tambores acompanhava os rituais, talvez até na tentativa de imitar os grunhidos dos animais e os sons do ambiente natural onde viviam.

A música e a pintura não eram as únicas expressões artísticas dessas sociedades ancestrais. A escultura também. Figurinos conhecidos como Vênus do Paleolítico, datando de mais de 25 mil anos, mostram o corpo de mulheres bem dotadas de estrogênio, provavelmente símbolos de fertilidade. O impulso criativo parece ser tão antigo quanto a nossa espécie.

Do pouco que conhecemos a respeito dos nossos ancestrais, identificamos neles bastante do que somos hoje. A diferença é que eles viviam em comunhão com o mundo -e não em guerra com ele.

domingo, 16 de agosto de 2009

Tecnologia e inspiração



Não fosse a confiança em nossa criatividade, teorias audaciosas não surgiriam


Na semana passada, afirmei que tanto Kepler quanto Galileu, dois gigantes da história da ciência, fizeram muitas de suas descobertas usando instrumentos inovadores. No caso de Galileu, temos o telescópio, fora muitas técnicas experimentais que ele desenvolveu para a obtenção e análise de dados. No caso de Kepler, foram os dados obtidos por Tycho Brahe com seus instrumentos de alta precisão (para o final do século 16) que lhe permitiram provar que as órbitas planetárias são elípticas. Queria hoje revisitar a importância dos instrumentos no avanço científico.

Existe uma visão romântica do cientista, inspirada sem dúvida por Einstein, daquele sujeito solitário que sonha o mundo em sua cabeça. Desses sonhos, e mais muita genialidade e intuição, saem ideias e teorias fantásticas, capazes de revolucionar todo o conhecimento humano. Eu digo isso pois, quando estudante, também pensava que esse era o modelo mais atraente de cientista, o gênio que desvenda o Universo em sua mente.

Na verdade, há poucos exemplos assim na história da ciência. Einstein é um deles, com certeza. Talvez seja o único deles. (E com ressalvas!) Outros, mesmo o grande Isaac Newton e, mais recentemente, Niels Bohr e Werner Heisenberg, ou mesmo Richard Feynman e Murray Gell-Mann, criaram teorias novas, sem dúvida, mas sempre seguindo inspirações vindas de experimentos ou da análise detalhada de dados. Nas outras ciências naturais - a química, a biologia, a geologia etc.-, isso é ainda mais evidente.

Quando os dados não existem, teorias ficam perdidas. Isso não significa que teóricos não devam especular.

Einstein sabia muito bem que suas teorias tinham consequências observacionais dramáticas. No caso da teoria da relatividade especial, a ausência do amado e esperado éter; no caso da relatividade geral, a curvatura do espaço e seus efeitos na propagação da luz vinda de estrelas. Teorias que não fazem previsões passíveis de teste não são incluídas no cânone científico.

Afinal, a função da ciência é explicar o mundo. E que mundo é esse? Aquele que podemos medir. Sem medidas, caímos no país do vale-tudo, e pouco de valor podemos afirmar. Ao menos de valor científico.

Como sempre, nem tudo é tão simples. Certas teorias fazem previsões que a tecnologia ainda não pode testar. A esperança, claro, é que seja uma questão de tempo e que, um dia, nossos instrumentos cheguem lá. Caso essa confiança em nossa criatividade tecnológica não existisse, teorias mais audaciosas não poderiam nem ser propostas, ou, se propostas, não seriam levadas muito a sério.

Em física de altas energias, por exemplo, uma partícula chamada Higgs foi proposta nos anos sessenta para explicar como as outras partículas da natureza, do elétron aos quarks que compõem os prótons e nêutrons, ganham suas massas. Até agora, não sabemos se o Higgs existe ou não. Passadas décadas, experimentos mostraram que a massa do Higgs é mais alta do que o valor inicialmente esperado; caso contrário, ele já teria sido achado (se existir). Com o LHC, o novo acelerador de partículas na Europa que deverá entrar em funcionamento em alguns meses, chegamos a uma situação curiosa: a máquina tem tal potência que, ou acha o Higgs, ou prova que ele não existe.

Essa é uma situação ideal em ciência: o momento da verdade. O fato de que levou 40 anos para que nossa tecnologia chegasse a esse ponto é um argumento a favor das teorias mais audaciosas. Mas é também contra elas. Pois de audacioso o Higgs não tem nada quando comparado a outras ideias na praça, que dificilmente poderão ser testadas nas próximas décadas ou sabe-se lá quando.

terça-feira, 11 de agosto de 2009

O Ceticismo do Cientista


Volta e meia, leitores me questionam sobre o que lhes parece ser o exagerado – ou pouco razoável – ceticismo do cientista.

As abordagens variam. Algumas vezes, acham inconsistente um cientista se dizer ateu quando não pode responder a certas questões básicas, como, por exemplo, a origem do Universo ou da vida. Dizem eles: “Vocês falam do Big Bang, o evento que iniciou tudo. Mas de onde veio a energia que provocou esse evento? Como falar de algo material surgindo do nada, sem a ação de um ser imaterial, isto é, divino?” Outras críticas dizem respeito à descrença em fenômenos paranormais, sobrenaturais, OVNIs e seres extraterrestres, espiritismo etc.

Segundo estatísticas recentes feitas pela Fundação Gallup nos Estados Unidos, em torno de 50% dos americanos acreditam em percepção extra-sensorial. Mais de 40% acreditam em possessões demoníacas e casas mal-assombradas, e em torno de 30% crêem em clarividência, fantasmas e astrologia. Não conheço estatísticas semelhantes para o Brasil, mas imagino que os números devam ser no mínimo comparáveis.


Sem a menor dúvida, a luta do cético é ingrata; ele estará sempre em minoria. Existem muito mais colunas sobre astrologia do que sobre astronomia ou ciência nos jornais e revistas do Brasil e do mundo. Mas, sem ceticismo, a sociedade estaria fadada a ser controlada por indivíduos oportunistas que se alimentam dessa necessidade muito humana de acreditar.


Ela existe para todos não há dúvidas. Mesmo o cético deve acreditar no poder da razão para desvendar os muitos mistérios que existem. A paixão que o alimenta é a mesma do crente, mas direcionada em sentido oposto.

Devido a esse ceticismo, muitas vezes os cientistas (incluindo este que lhes escreve) são acusados de insensibilidade. De jeito nenhum. Eu tenho grande respeito pelos que acreditam. O que me é difícil aceitar é a exploração que existe em torno dessa necessidade, a exploração da fé.

Na Índia, por exemplo, recentemente apareceram milhares de “homens-deuses”, que se dizem meio deuses, meio gente. No México, funcionários do governo freqüentam seminários sobre como usar o poder dos anjos. O Peru está cheio de psíquicos, enquanto na França são aromaterapeutas. Testes em laboratório visando verificar poderes extra-sensoriais invariavelmente falham.

O famoso paranormal israelense Uri Geller, que dobrou garfos na frente de milhões nos anos 70, foi desmascarado como fraudulento. O meu orientador de doutorado na Inglaterra, impressionado com Geller e outros médiuns, montou um laboratório para testar seus poderes. Ele o fez com ótimas intenções, para explorar a origem desses poderes de modo a divulgá-las para o resto da humanidade. Mas falharam todos.

Voltando à questão do Big Bang. A religião não deve existir para tapar os buracos da nossa ignorância. Isso a desmoraliza. É verdade, não podemos ainda explicar de forma satisfatória a origem do Universo. Existem inúmeras hipóteses, mas nenhuma muito convincente.

Mesmo se tivéssemos uma explicação científica, sobraria uma outra questão: o que determinou o conjunto das leis físicas que regem este Universo? Por que não um outro? Existe aqui uma confusão sobre qual é a missão da ciência. Ela não se propõe a responder a todas as questões que afligem o ser humano.

A ciência, ou melhor, a descrição científica da natureza, é uma linguagem criada pelos homens (e mulheres) para interpretar o cosmo em que vivemos. Ela não é absoluta, mas está sempre em transição, gradativamente aprimorada pela validação empírica obtida através de observações. A ciência é um processo de descoberta, cuja língua é universal e, ao menos em princípio, profundamente democrática: qualquer pessoa, com qualquer crença religiosa ou afiliação política, de diferentes classes sociais e culturas pode participar desse debate. (Claro, na prática a situação é mais complexa.)

Ela não terá jamais todas as respostas, pois nem sabemos todas as perguntas. O cético prefere viver com a dúvida do que aceitar respostas que não podem ser comprovadas, que são aceitas apenas pela fé. Para ele, o não-saber não gera insegurança, mas sim mais apetite pelo saber. Essa talvez seja a lição mais importante da ciência, nos ensinar a viver com a dúvida, a idolatrá-la. Pois, sem ela, o conhecimento não avança.

domingo, 9 de agosto de 2009

1609



Quando a tecnologia nos permite ver mais longe, visões de mundo podem colapsar


Já são passados 400 anos desde que dois feitos mudaram para sempre a nossa relação com o cosmo. Apesar de um deles ser bem mais famoso do que o outro, ambos contribuíram radicalmente para a mudança de visão de mundo que inaugurou a era copernicana do conhecimento, quando a Terra (e o homem) deixaram de ser o centro -geométrico e teológico- do Universo. Pois mesmo que o polonês Nicolau Copérnico tenha publicado o seu grande livro "Sobre as Revoluções das Esferas Celestes" em 1543, o impacto de suas ideias só se deu após o trabalho audacioso de Galileu Galilei e Johannes Kepler, que culminou na publicação de dois livros, em 1609 e 1610.

Vale a pena pôr as coisas em perspectiva. O que Galileu e Kepler (e, em parte, Giordano Bruno, Descartes e outros) conseguiram foi mudar a perspectiva cósmica de sua época, redefinindo o lugar da religião na vida das pessoas. Como disse Galileu, a Bíblia deve ensinar às pessoas como ir aos céus e não como os céus vão.

A partir da obra deles, ficou cada vez mais claro que a autoridade divina não deveria mais interferir na busca humana pela compreensão do mundo em que vivemos. Os rumos da fé deveriam ser outros. Tanto para Galileu quanto para Kepler, a natureza era, sem dúvida, obra de Deus. Mas o decorrer dos fenômenos naturais se dava sem a constante interferência divina. Por outro lado, a arquitetura cósmica podia ser descrita através de leis matemáticas precisas, essas sim, revelando algo da natureza de Deus.

Apesar de as origens do telescópio serem nebulosas, sabe-se que, em outubro de 1608, o holandês Hans Lipperhey entrou com um pedido de patente de um instrumento "capaz de visualizar objetos distantes como se estivessem perto" (mais detalhes da história no portal http://galileo. rice.edu/sci/ instruments/telescope.html). As novas rapidamente se espalharam pela Europa e, em meados de 1609, Galileu havia já construído o seu. Mesmo que outros tenham apontado o telescópio aos céus até mesmo antes de Galileu, foram as descobertas do italiano que mudaram a história.

Com o instrumento, ele viu que a Lua não era perfeita, e sim cheia de crateras e montanhas; que Vênus tinha fases, como a Lua; que Júpiter tinha quatro luas; que Saturno tinha "orelhas"; que a Via Láctea era uma enorme coleção de estrelas; e que o Sol tinha manchas na superfície. Nenhuma dessas descobertas confirmava o modelo de Copérnico. Mas, em conjunto, apoiavam a noção de que o Sol, e não a Terra, era o centro do cosmo.

Nesse meio tempo, Kepler trabalhava em Praga, decifrando os dados acumulados pelo grande astrônomo dinamarquês Tycho Brahe. Observando os céus ainda no século 16 e, portanto, sem o telescópio, Brahe usou seus instrumentos de alta precisão para mapear os movimentos dos planetas nos céus. Com muita paciência e genialidade, Kepler, um copernicano convicto, mostrou que Marte tinha uma órbita elíptica em torno do Sol. Nenhum outro modelo estava de acordo com os dados de Brahe. Em 1609, Kepler publica o seu livro "Astronomia Nova", no qual argumenta que a elipse, e não o círculo -como se acreditava desde os primórdios da astronomia-, descrevia o movimento celeste de Marte (e, mais tarde, de todos os planetas).

Prenunciando a lei da gravidade a ser descoberta por Newton, Kepler especulou também que alguma força emanando do Sol era a responsável pelas órbitas planetárias. É bom lembrar que ambos os cientistas basearam-se em descobertas feitas com novos instrumentos. Quando a tecnologia nos permite ver mais longe, mundos antes imaginários podem se tornar reais. E visões de mundo podem colapsar.

domingo, 2 de agosto de 2009

A festa das estrelas



Medo da ciência explica ceticismo sobre ida do homem à Lua

No fim de semana passado, celebrei o Ano Internacional da Astronomia juntamente com outros 300 entusiastas dos céus. O evento, Star Party 6, organizado pela fundação CEU (Centro de Estudos do Universo), aconteceu no local da fundação, um museu de exploração da astronomia e da geologia, em Brotas, interior de São Paulo. Não conhecia o lugar e confesso que fiquei surpreso com a excelente qualidade das exibições, desenhadas para que os visitantes possam explorar e aprender por si mesmos. O telescópio e o planetário digital são dignos de nota. A caverna com fósseis de regiões diversas do Brasil também. Um paraíso para as escolas, que enviam em média 12 mil estudantes por ano até lá.

O frio e o mau tempo não inibiram o público. Providencialmente, a chuva parou bem na hora do lançamento de foguetes da base Marcos Pontes. Os protótipos, de aproximadamente 1,50 metro de altura, atingem altitudes de 600 metros a 1.000 metros, dependendo dos ventos, e voltam à Terra de paraquedas. A emoção era palpável.

Presenciando tal evento, não resta dúvida de que temos uma profunda relação com os céus, um desejo de comunhão com as estrelas. Também, pudera: como expliquei na minha palestra, os átomos dos quais somos compostos foram forjados no coração de estrelas que explodiram na vizinhança do que viria a ser o Sistema Solar, em torno de 5 bilhões de anos atrás. Olhar para os céus é olhar para as nossas origens.

Fora o lançamento de foguetes e exibições no planetário, a festa das estrelas teve várias palestras. Dentre elas, a de Ronaldo Garcia, um professor do CEU, e a do próprio Marcos Pontes, nosso astronauta. Garcia tratou de um tema muito propicio: se o homem foi ou não à Lua. É surpreendente o número de pessoas que acham que a viagem (ou melhor, as várias viagens) até a Lua foi uma grande farsa perpetrada pela Nasa. Dentre os "argumentos", encontramos esses: 1) Não é possível deixar pegadas na Lua, pois não existe umidade lá. 2) A bandeira americana não pode tremular ao "vento lunar". 3) As sombras de dois astronautas não estão na mesma direção, indicando duas fontes de luz em vez de apenas uma, o Sol.

Garcia respondeu a cada uma dessas objeções com clareza e bom humor. No caso das pegadas, a poeira muito fina da Lua e a ausência de atmosfera (e, portanto, de ventos ou umidade) pode, sim, deixar a marca das botas dos astronautas. A bandeira, por sua vez, só tremula quando os astronautas a balançam. Ela tem também uma haste horizontal que a sustenta, evitando que caia junto ao mastro. As sombras estão em direções diferentes porque os astronautas andam em solo desnivelado, algo simples de ser demonstrado. Não existe nenhuma intriga secreta.

O que acho interessante é o motivo das suspeitas. Por que tantas pessoas acreditam que a Nasa faria tal coisa? Com que propósito? As razões inventadas são muitas: impressionar os soviéticos e o resto do mundo; distrair o público para os problemas da Guerra do Vietnã etc. Mas a razão que me vem em mente é o perene medo da ciência.

Quanto mais a ciência avança, mais ela aparenta ameaçar as crenças daqueles que veem o mundo como sendo controlado por forças sobrenaturais. Levar homens à Lua deveria ser celebrado como um dos grandes feitos da história da humanidade, algo que demonstra nossa criatividade e inventividade de modo espetacular. Foi excelente também a palestra do Marcos Pontes, onde ele contou sua trajetória profissional, mostrando que aqueles que acreditam em si podem vencer obstáculos aparentemente impossíveis, indo de Bauru à Estação Espacial Internacional -ou da Terra à Lua.