“É só uma teoria” ou como conceitos científicos são distorcidos

Esse texto irá tratar de concepções errôneas que as pessoas possuem sobre alguns termos científicos. É um texto informativo e serve para que vocês tenham noção do quanto é importante que se tenha em mente as definições corretas deles. Alguns termos foram também abordados num texto da Scientific American. 

Figura 1. Pense duas vezes antes de deslizar nos termos usados de maneira incorreta. Fonte da imagem: Knowledge Exchange 

Recentemente alguns equívocos científicos foram cometidos por um pastor ao dar uma entrevista. Esse pastor se valeu de sua formação em psicologia para justificar algumas concepções científicas equivocadas. Veja a entrevista no youtube por aqui.

A idéia do texto não é desmerecer ou elogiar suas concepções religiosas (isso ele conhece muito bem). Mas sim, é um texto para elucidar algumas concepções errôneas sobre ciência que foram (e ainda são) propagadas. Muitas dessas concepções além de serem utilizadas de forma incorreta, levam o ouvinte/leitor a interpretar errado determinado fato. Essas idéias equivocadas obstruem nosso pensamento crítico sobre o tema abordado.

A primeira concepção equivocada dele foi utilizar relatos de Sigmund Freud (1856 – 1939) sobre a “cura gay”.  Esse relato não se traduz em “cura científica”. Um dos pontos mais importantes (se não for o mais) da ciência é a replicabilidade de resultados. O que isso quer dizer para algum tratamento ou qualquer outra descoberta científica? Simples, se eu faço uma pesquisa aqui na minha cidade para tratar alguma doença, outra pessoa, em qualquer lugar do mundo, deve ser capaz de seguir meu procedimento e obter um resultado similar. Assim, por meio de várias pesquisas com resultados semelhantes, obtidos por um mesmo procedimento, teremos um tratamento adequado. É por isso que as pesquisas pormenorizam o método utilizado, descrevendo o grupo de participantes (idade, sexo etc.), os equipamentos utilizados, como foi feito o experimento (condições e método de coleta de dados etc.). Essa descrição detalhada garante que outros pesquisadores repliquem a pesquisa. Apenas o relato de alguém notório não torna o tratamento eficaz.

Então é muito prejudicial quando uma autoridade fala de uma área que não domina. Pegando o exemplo da “cura gay”, isso é prejudicial de duas maneiras: direta (a pessoa acredita que existe uma cura científica porque a autoridade citou um pesquisador famoso que falou isso há quase cem anos!) e indireta (a pessoa que ouviu isso pode tratar mal parentes e/ou amigos por serem gays, já que é “só" se tratarem para não serem mais assim). Outros pesquisadores que afirmaram realizar a “cura gay” não mostraram os dados de suas pesquisas (clique aqui para ler) ou então revisaram suas pesquisas e mudaram de opinião (clique nesse link). Ambos os textos estão em inglês.

Figura 2. William Masters e Virginia Johnson, dois estudiosos da sexualidade humana. Eles supostamente curavam homossexuais. Mas seus dados controversos nunca foram postos à prova pela comunidade científica, nem provados por eles. Fonte da imagem: Scientific American 

Recentemente, mais um exemplo do uso de autoridade num ramo da ciência foi descrito pela pesquisadora Suzana Herculano-Houzel. Em seu blog, ela comenta sobre o livro Uma Prova do Céu, do qual ela foi revisora técnica da versão em português (leia o texto aqui). Nesse livro, um neurocirurgião relata sua experiência de coma e diz que ela é a prova de que a consciência existe fora do cérebro. Segundo o autor, seu cérebro “...simplesmente não estava funcionando” (leia mais nesse link). Mas ele não realizou nenhum teste neurofisiológico para fazer tal afirmação. Ele se vale apenas de sua autoridade para justificar seu ponto de vista.

Não existe problema algum de pessoas com notoriedade científica emitirem suas opiniões sobre experiências pessoais. Essas opiniões só se tornam problema quando a pessoa se vale de sua notoriedade para validar algo que não foi testado cientificamente. O público que não possui formação científica geralmente não consegue diferenciar evidências científicas da opinião de um cientista.

Agora aproveitando a reportagem da Scientific American outros pontos muito comuns de equívocos com termos científicos serão apresentados. Antes, você deve ter em mente que toda pesquisa científica se pauta em alguma forma de análise de dados. A mais comum delas é a estatística inferencial. Basicamente, esse tipo de estatística tira conclusões de amostras (parcela limitada do total de uma população) para inferir algo sobre a população, valendo-se da estimação e do teste de hipóteses (aprenda mais nesse site).

Figura 3. A estatística deve ser bem utilizada para indicar diferenças entre as condições. As interpretações dos resultados dependem de outras informações. Fonte da imagem: Ereleases

Hipótese: em ciência, uma hipótese é uma possível explicação para um fenômeno. Ela é descrita em forma de previsão. A forma clássica e mais simples de se fazer essa previsão num estudo (pelo menos a mais comum nos livros didáticos) seria assumir duas posições diante de um problema ou questão: a) hipótese nula: não há diferença entre dois grupos (ou condições) e b) hipótese teste (alternativa): há diferença entre os grupos. A partir dessas pressuposições a pesquisa segue e então a hipótese nula é ou não rejeitada com base nos resultados. Essas conclusões são probabilísticas e por isso buscam-se evidências convergentes com outras pesquisas. Em outras palavras, quanto mais pesquisas ficam a favor de uma hipótese, mais robusta essa explicação se torna.

Significativo/significante: esse é um termo muito importante e você o encontrará na sessão “Resultados” de um artigo científico. Você realiza seu experimento, coleta seus dados e faz suas análises estatísticas (teste t, análise de variância – ANOVA, qui-quadrado etc.) e encontra diferenças entre as condições. A análise estatística apenas indica se a diferença é significante/significativa entre as condições da pesquisa.  A interpretação desses resultados para algo mais amplo será feita com base numa série de fatores, como o arcabouço teórico que conduziu a pesquisa. Lembrando que não são todas as áreas da ciência que utilizam estatística inferencial.

Natureza versus Ambiente (do inglês, nature versus nurture): esses termos aparentemente simples geram muita confusão e debate ao tratar do comportamento do ser humano. O principal problema desses termos não é o significado, mas a idéia de tudo ou nada que eles podem passar. Se um comportamento não tem origem genética, logo se entende que ele foi aprendido. Mas não funciona assim. Os genes nos influenciam, mas também a epigenética (ambiente modificando a herança celular, leia mais nesse site e aqui).

As modificações então podem ser de mão dupla e alteram quais genes serão “ligados” (ativados). Além disso, essa interação é facilmente influenciada pelo ambiente (alimentação, exposição a produtos tóxicos e etc.). Essa alteração é um processo complicado e difícil de prever.  Steven Pinker usa uma metáfora geométrica para explicar a relação natureza e ambiente: dar mais peso para uma das duas opções (natureza ou ambiente) é igual você alegar que a altura do retângulo é mais importante que a largura para se calcular a área. Não é possível esse cálculo sem uma das duas medidas, uma pode ser maior que outra, mas ambas se influenciam. 

Figura 4. Como se calcula a área do retângulo. Agora imagine que a relação natureza X ambiente seja a área do retângulo. Então cada um dos fatores contribui com um peso diferente para o valor da área. Fonte da imagem: Mecânica Resolvida

Cético/Ceticismo: todo cientista deve ser cético. Isso faz parte da ciência e é isso que permite a evolução do pensamento científico. Em geral, ser cético é entendido como não crer em um ser divino, ou ser ateu. Em ciência, ser cético é duvidar, ter a mente aberta para uma explicação alternativa. Acima comentamos sobre o livro Uma Prova do Céu. Não se pode aceitar os argumentos do autor só porque ele é um cientista e uma autoridade em sua área do saber. Ele não nos forneceu provas (evidências) de que seu cérebro não estava funcionando. Além disso, há alguma explicação alternativa para os fenômenos que ele descreveu? Essa é a postura crítica e cética que um cientista deve ter. E não devemos confundir ceticismo com negação pura e simples. Negar veementemente que algo não existe, ou que não é possível de ocorrer não é ceticismo.

Teoria: Esse termo é a cereja do nosso bolo. Foi o uso desse termo que me incentivou a escrever o texto. Infelizmente, na entrevista citada o entrevistado (após usar a “autoridade” da sua formação em psicologia) depreciou a Teoria da Evolução das Espécies (aqui há um texto introdutório sobre o assunto), dizendo que ela é apenas uma teoria. Para o público leigo, isso faz parecer que o termo “teoria” se refere apenas a uma idéia, uma suposição acerca de um fenômeno. Entretanto, em ciência este termo possui um sentido bem específico.

Uma teoria é um conjunto de conhecimentos organizados para explicar um fenômeno. Para isso, uma teoria precisa definir os fatos (conceitos), descrever as relações entre esses fatos e explicar a ocorrência deles.  A partir disso, se a teoria é bem sucedida ela é capaz de organizar o conjunto de conhecimento em torno de um fenômeno, sugerir hipóteses e também sobreviver a testes ou pesquisas que tentam refutá-las. Aqui você encontra uma teoria explicada de forma divertida e em imagens:  9gag.

Em termos científicos, uma teoria não é fruto da imaginação de alguém, que os outros cientistas tomam como verdade. Ela é a explicação mais provável para algum evento ou fenômeno que os cientistas estudam. Ela é fundamentada em experimentos, testes ou evidências (por exemplo, os fósseis para a Evolução). Assim, a evolução é uma teoria porque existe uma grande quantidade de evidencias que dão suporte a ela.

Quer baixar o texto? Clique aqui.

                                         Bruno Marinho de Sousa (esse texto também contou com a contribuição de Leonardo e Rui em pontos chaves).

Aprenda mais aqui:

Texto da Scientific American sobre alguns dos termos abordados aqui: Just a theory (em inglês).

Texto muito bom do projeto Ockham: Método Científico

Hipóteses, teorias e leis, do Science Blogs: Hipótese, teorias e leis

Outra dica: se possível curse uma disciplina de estatística.

 

Sexto sentido: Além dos sentidos básicos

Até hoje aprendemos que temos 5 sentidos, apesar de outras sensações estarem próximas entrar na lista (dor, propriocepção, etc.). Leia mais aqui.

Mas já imaginou poder se localizar no ambiente por uma espécie de sonar como os morcegos fazem? Não conseguimos fazer isso porque nossos órgãos sensoriais são específicos e possuem limites para captação e transformação da energia ambiental (leia mais nestes textos sobre luz e olho e neste sobre cultura e percepção). Isso também se aplica a outros mamíferos. Por exemplo, nós e ratos não enxergamos a luz infravermelha (Figura 1).

Figura 1. Esquema do espectro visível ao olho humano. A luz infravermelha fica além do espectro da luz vermelha, por isso possui esse nome. Clique na imagem para ampliar. Fonte: blogpercetpo.

Apesar de não vê-la, você mantêm contato com a luz infravermelha todos os dias, por exemplo, ao acionar um controle remoto. Você clica num botão para mudar o canal da televisão e uma onda sai do seu controle e chega até a TV. Entretanto, você não vê nada desse caminho da luz!

Mas como seria se pudéssemos ver coisas que nossos órgãos dos sentidos não estão preparados para captar? Como nosso cérebro interpretaria essa informação? Poderíamos ampliar a capacidade de um sentido utilizando as áreas corticais de outro (como os cegos fazem)? Na figura abaixo temos um exemplo da ficção para isso.

Figura 2. Demolidor, personagem da Marvel Comics. Demolidor ficou cego na adolescência ao entrar em contato com lixo tóxico. Após o acidente seus outros sentidos ficaram desenvolvidos além da capacidade humana. Como você poderá ler no texto, talvez isso agora não esteja tão mais distante... Fonte da imagem: MoviesMedia.

No texto sobre como o tato pode enganar o paladar apresentamos uma pesquisa simples que mostra como misturar os sentidos durante uma tarefa atrapalha nosso julgamento sobre a comida.

Agora outra pesquisa fez algo inusitado e inovador ao adicionar estímulos que não são processados naturalmente por um animal. Pesquisadores fizeram algumas ratinhas perceberem a luz infravermelha – aquela que nem nós e nem os ratos enxergam! Essa pesquisa foi realizada por Miguel Nicolelis (Figura 3) e sua equipe. Ele é um pesquisador brasileiro da Universidade de Duke e fundador e diretor científico Instituto Internacional de Neurociências deNatal Edmond e Lily Safra (IINN-ELS).

Figura 3. Miguel Nicolelis, pesquisador brasileiro. Mais informações no site de seu laboratório na Universidadede Duke e no Instituto Internacional de Neurociências de Natal Edmond e Lily Safra (IINN-ELS). Fonte da foto: Beyond Boundaries.

Antes de explicar a pesquisa, você deve saber que as pesquisas com animais, geralmente, começam com o aprendizado de alguma tarefa. Para “incentivar” os animais a realizarem essa tarefa, eles podem, por exemplo, sofrer privação por algum tempo de água e/ou comida. Então, os pesquisadores elaboram algum problema que os animais devem resolver para ganhar a água e/ou a comida. Isso permite que os pesquisadores entendam o comportamento de aprendizagem do animal antes e depois da manipulação de variáveis que lhes interessam.

Os animais da pesquisa de Nicolelis ganhavam água pelo comportamento adequado na tarefa. Seis ratas (Figura 4) foram treinadas numa tarefa de discriminação visual: colocar o focinho na porta em que uma luz comum de LED se acendia. Esses animais recebiam água toda vez que colocavam o focinho na porta que a luz acendeu (Figura 5a).

Figura 4. Rato da raça Long Evans, a mesma utilizada na pesquisa. Fonte da imagem: Hilltop Lab Animals.

Quando a taxa de acerto foi superior a 70% os animais foram para uma nova etapa. Nesta segunda etapa os pesquisadores fixaram uma espécie de capacete na cabeça das ratas. Nesse capacete havia um sensor de infravermelho. Esse sensor funcionava como um órgão do sentido. Ele captava a luz infravermelha e a transformava em corrente elétrica.

Esse sensor foi conectado por microeletrodos a uma região específica do cérebro das ratas, S1, se transformando numa neuroprótese. A região S1 é responsável pelo tato nas vibrissas (bigodinho) do animal. Os ratos usam essas vibrissas para detectar a informação do ambiente (Figura 5b).

Essa neuroprótese permitia que as ratas percebessem os níveis de luz infravermelha como estimulação elétrica em S1. E essa estimulação aumentava perto da fonte de infravermelha.

Figura 5. À esquerda (a): um esquema da ratinha com seu capacete (neroprótese) com sensor infravermelho. O círculo rosa representa a luz infravermelha acesa estimulando o sensor e esse enviando informação à área S1 no cérebro do animal. À direita (b): representação da vibrissa de um rato e a área S1 (círculo vermelho) indicada em seu cérebro. Clique na figura para ampliar. Fonte (a): artigo dos autores na Nature  Fonte (b): Science Direct. 

  

Após o implante da neuroprótese os animais foram treinados numa tarefa idêntica à primeira. Mas agora receberiam água apenas se enfiassem o focinho na porta em que se acendesse a luz infravermelha (Figura 5a). Antes de continuarmos, lembrem-se, os ratos não enxergam a luz infravermelha. Mas não é que as ratas perceberam o infravermelho nessa nova etapa!! O equipamento estava captando a luz infravermelha, transformando em corrente elétrica e enviando para o cérebro. E o cérebro dos animais conseguiu interpretar essa nova informação como uma estimulação ambiental! A taxa de acerto subiu com o passar dos dias e ultrapassou os 70%.

Vídeo 1. Uma ratinha durante a tarefa. 

Fonte: New Scientist e no nosso canal do Youtube.

Como já dissemos em outros textos, os pesquisadores são muito espertos. As ratas talvez pudessem não responder ao equipamento conforme eles interpretaram, mas sim a outro evento do ambiente. Para tirar essa dúvida usaram a boa e velha PSICOFÍSICA para manipular outras variáveis e observar o comportamento decorrente disso. Notem que a psicofísica não é apenas algo velho com valor histórico. Pesquisas de ponta a utilizam até hoje!

Nesses testes psicofísicos os pesquisadores aumentaram a dificuldade na tarefa (mudando o ângulo das portas). Também deixaram essas portas mais juntas, o que dificultaria a identificação de qual porta teve a luz infravermelha acesa.

Miguel e sua equipe também pensaram que as ratas poderiam não ser sensíveis a intensidade da luz infravermelha e estariam funcionando num esquema de tudo-ou-nada (não percebiam ou percebiam). Então, alguns animais receberam input da neuroprótese apenas do tipo tudo-ou-nada sobre a luz infravermelha. Outros animais receberam inputs de intensidade gradativa. Também deixaram dois animais sem estimulação, apenas com a neuroprótese inativa (afinal, tem que se saber se apenas usá-la não alterava o comportamento também).

Bem, o que esses testes apontaram? Que as ratas realmente perceberam a luz infravermelha, pois o comportamento variava com a manipulação das variáveis. Também, que a percepção da intensidade da luz infravermelha era importante para elas, uma vez que influenciou a latência de seu comportamento (tempo entre apresentação da luz e a resposta do animal).

Exames posteriores mostraram que os neurônios de S1 (Figura 5b) mantiveram habilidade para responder ao comportamento de mexer as vibrissas (bigodinhos). Esses neurônios estavam fazendo duas representações corticais, uma para o tato e outra para a luz. E essas representações ficaram sobrepostas, criando uma nova região de processamento sensorial bimodal (processando dois sentidos)!

E o reflexo comportamental dessa sensação bimodal foi marcante no começo da segunda etapa. Como a neuroprótese se conectava à mesma região que representa o bigode no cérebro, as ratas não sabiam como interpretar essa estimulação. Então elas realizavam comportamento de passar as patas no bigode, como se houvesse uma estimulação chegando ali e não do sensor ligado no cérebro.

Essa pesquisa traz possibilidades enormes para nossa percepção e nossos órgãos dos sentidos. Já faz algum tempo que alguns pesquisadores tentaram criar uma retina eletrônica, mas a qualidade da imagem é ruim. O que Nicolelis e colaboradores fizeram vai além. Como eles apontam, essa foi a primeira vez que um ser vivo foi capaz de ultrapassar as limitações sensoriais de seu corpo e perceber estímulos aos quais não estão equipados para perceberem. Ainda, pode ser possível ampliar a capacidade sensorial dos sentidos que já utilizamos (igual ao Demolidor da ficção – Figura 1).

Infelizmente as ratas não são capazes de dizer o que sentiram ao perceber a luz infravermelha. Então ainda não sabemos o que essa nova percepção faz sobre nossa consciência do mundo.

A pesquisa de Nicolelis e seus colaboradores criam grandes possibilidades de uso de seus resultados. Para o estudo da percepção ela pode ter aberto um ramo totalmente novo: a percepção bimodal. Qual estímulo prevalecerá para ser processado pela área primária do cérebro? O estímulo que essa área está equipada para processar ou o novo/adaptado?

Imagine, por exemplo, o caso de pessoas cegas. Em vez da retina eletrônica, elas poderiam receber uma neuroprótese para perceber o calor do corpo de outras pessoas e do ambiente ao redor. Assim poderiam perceber se as superfícies distantes são frias ou quentes, e elas poderiam machucá-los (Figura 6). Até mesmo poderiam ter noção do que está ao seu redor pela forma do mapa de calor que perceberiam.

Figura 6. Uma rua fotografada por uma câmera infravermelha. Será que seria assim que as pessoas cegas com uma neuroprótese para perceber infravermelho ligado ao cérebro perceberiam a rua? Fonte: Abordagem Policial.

Na mistura de sensações naturais um sentido se sobrepõe ao outro e altera nossa percepção sobre o alimento. Mas uma pessoa com uma neuroprótese, como a das ratas, entenderia que está recebendo informações de uma nova forma de estímulo que nunca processou? Ou apenas interpretaria esse estímulo como algo do ambiente sem base uma base real, como uma alucinação? A resposta sobre a consciência da percepção bimodal é incerta. Apenas novas pesquisas responderão a essas perguntas.

Quer baixar o texto? Clique aqui.

Bruno Marinho de Sousa

Se quiser aprender mais:

Thomson, E.E.; Carra, R. & Nicolelis, M.A.L. (2013). Perceiving Invisible Light through a Somatosensory Cortical Prosthesis, Nature Communications, 4:1482, acesse aqui.

Atenção

Preste atenção!!!

Você está andando pela rua tranquilamente sem olhar para alguma loja específica. De repente seu olhar é atraído para uma vitrine. Ou então, você está num bar assistindo a um jogo de futebol e, de repente, seu olhar sai da TV e segue alguém ou algum objeto.

O que atraiu seu olhar para esta vitrine? O que atraiu seu olhar para fora da TV? Por que isso aconteceu? Qual o fenômeno mental que faz com que sejamos atraídos para algumas coisas?

O fenômeno por trás desta seleção da informação ambiental é a atenção. Todo mundo tem noção do que ela é. Mas uma das melhores definições é a do psicólogo William James (1842-1910). Ele diz que a atenção “...implica na retirada de algumas coisas a fim de lidar efetivamente com outras”.

Figura 1. William James. Um dos grandes nomes dentro da psicologia. Fonte: Wikipedia.

Em outras palavras, a atenção direciona nossos recursos sensoriais e cognitivos para processar melhor alguma parte ou objeto do ambiente. Milhões de cones e bastonetes são estimulados quando olhamos para uma paisagem. Engenhosamente o sistema visual não irá processar toda a informação que chega. Ele já começa a “filtrar” ou selecionar a informação a partir da retina. Fazemos isto colocando o objeto que queremos ver em foco, o direcionando para a fóvea. Esta parte da retina processa a informação em detalhes e cores (leia mais aqui). Na retina a fóvea recebe um processamento desproporcional em relação ao que esta fora dela, causando uma “magnificação” da informação no cérebro.

Difícil? Em outras palavras, colocamos os objetos na fóvea porque o cérebro irá processar a informação para a qual é melhor equipado! A atenção foi, e ainda é, um modo eficaz de nosso cérebro poupar energia e não se sobrecarregar, tendo desta forma um grande valor evolutivo para a nossa espécie. Como perceberam, vamos nos focar na atenção visual, mas ela acontece para os outros sentidos também.

O que mais chama atenção no nosso sistema visual é a saliência do ambiente ou dos objetos. Esta saliência é a característica física, como cor, brilho, contraste ou orientação, que se destacam. As áreas com alta saliência são facilmente notadas, veja a figura abaixo para entender melhor.

Figura 2. Cena do filme Irreversível. Nesta cena temos várias características uniformes. Por isso a figura da mulher em seu vestido champagne (ou pérola) se destaca do fundo e chama nossa atenção. Isto é a saliência. Fonte: AdoroCinema. 

A atenção possui algumas características ou subdivisões da atenção. Uma das mais conhecidas é a atenção dividida.

A atenção dividida nada mais é que prestar atenção a diferentes coisas ao mesmo tempo. Ela limita sua capacidade de processar as informações quando o mesmo sistema é dividido. Por exemplo, você pode ler este texto enquanto ouve música, mas não conseguirá dirigir e ler porque ambas as atividades requerem o mesmo sistema (o visual, no caso). Isto parece óbvio, mas imagine quantas pessoas você já viu no trânsito dirigindo e respondendo SMS no celular...

Figura 3. Lemmy Kilmister, baixista e vocalista do grupo Motörhead. Assim como Lemmy, vários músicos têm que dividir seus recursos atentivos entre cantar e tocar o instrumento. Fonte: Digformusic. 

A contraparte da atenção dividida é a atenção seletiva. Ela é o foco que você dá em objetos específicos enquanto ignora outros. Um exemplo clássico é o do vídeo abaixo. Mesmo se achar que conhece o efeito, assista: