Phineas Gage: o homem que perdeu o lobo frontal

Era um pouco depois das quatro e meia da tarde de 13 de setembro de 1848, numa encosta de xisto micáceo perto de Cavendish, no Vermont, onde a ferrovia Rutland and Burlington abria uma nova linha através da rocha. O mestre da equipe de explosões era um rapaz de vinte e cinco anos chamado Phineas Gage, por todos os relatos competente e benquisto, e ele preparava uma carga num furo recém-aberto. Despejou a pólvora e, para compactá-la, usou uma barra de socar de seu próprio projeto, uma haste afilada de cerca de 1,1 metro de comprimento, 3,2 centímetros na parte mais larga e pesando aproximadamente seis quilos. Curvado sobre o furo, deixou o ferro raspar a rocha. Uma faísca saltou, a pólvora explodiu antes da hora e a barra disparou para cima como um dardo.

O ferro entrou por baixo da maçã esquerda do rosto de Gage, passou por trás do olho esquerdo, atravessou a parte da frente do cérebro e irrompeu pelo topo do crânio antes de cair na terra a uns vinte e cinco metros de distância. Por qualquer expectativa razoável, ele deveria estar morto antes de tocar o chão. Em vez disso, recobrou a consciência em minutos, falou e pediu a seus homens que buscassem um médico. Em poucas semanas, contra todas as probabilidades, a ferida cicatrizava, e Gage ainda viveria mais doze anos. No espaço de uma fração de segundo, os lobos frontais humanos haviam se tornado legíveis para a ciência.

Este artigo trata do que aquele acidente revelou e, com a mesma importância, do que ele não revelou. A tentação, no caso de Gage, é contar uma fábula bem arrumada: um homem bom transformado em monstro por um buraco na cabeça. A verdade é mais cuidadosa e mais interessante, e ela abre caminho para uma questão central da neurociência moderna, a saber, o que a parte da frente do cérebro realmente faz e como aprendemos a medir isso.

Um mestre de obras de ferrovia e um dardo de seis quilos

Os fatos físicos do acidente de Cavendish são incomumente bem documentados para a época, em parte porque o caso foi tão espetacular que os médicos se sentiram compelidos a registrá-lo. Seu médico, John Martyn Harlow, cuidou dele pelo resto da vida de Gage e deixou o relato contemporâneo mais confiável. O ferro entrou na parte baixa do lado esquerdo do rosto e saiu pela parte alta, atravessando o osso frontal, o que significa que seu trajeto o conduziu pela frente do cérebro nos dois lados, com a destruição mais intensa à esquerda.

O que torna a sobrevivência tão impressionante não é apenas que Gage tenha resistido ao trauma, mas que tenha conservado a fala, a memória, a capacidade de andar e de trabalhar com as mãos, e o reconhecimento das pessoas ao seu redor. Nenhuma das faculdades que costumamos considerar essenciais para tornar uma pessoa funcional foi perdida. Ele ainda fazia cálculos, recordava o próprio passado e mantinha uma conversa. O dano se concentrou numa parte do cérebro cuja função, ao que se descobriu, é mais difícil de enxergar e mais difícil de testar do que a linguagem, o movimento ou a sensação.

Por muito tempo o caso se apoiou quase inteiramente nos relatos escritos de Harlow e no crânio preservado de Gage, que acabou por chegar ao Warren Anatomical Museum, em Harvard. O crânio, com seu buraco de saída irregular e o ferro exposto ao lado, tornou-se um dos objetos mais famosos da história da medicina. Mas um crânio não é um cérebro, e por quase um século e meio ninguém pôde dizer com precisão quais estruturas o ferro de fato destruíra.

Reconstruindo o trajeto do ferro

Isso mudou em 1994. Uma equipe liderada por Hanna Damasio, trabalhando com Thomas Grabowski, Randall Frank, Albert Galaburda e Antonio Damasio, fez medições cuidadosas do crânio preservado de Gage, modelou-o em três dimensões e reconstruiu o trajeto mais provável da barra de socar pelo cérebro que um dia o preenchera. Publicaram o resultado na revista Science, e ele continua sendo um trabalho marcante porque transformou uma anedota vívida em algo próximo de uma evidência anatômica.

A reconstrução concentrou o dano no córtex pré-frontal ventromedial, a região na parte inferior e central da frente do cérebro, bilateral, mas pior à esquerda. Isso importa porque o córtex pré-frontal ventromedial já havia sido, àquela altura, independentemente associado, por meio de outros pacientes e outros métodos, ao comportamento social, à regulação emocional e à tomada de decisões. O caso de Gage, mais de um século depois do ocorrido, tornou-se a evidência fundadora, baseada em lesão, da ideia de que o córtex pré-frontal governa a personalidade, a conduta social e o conjunto de capacidades que os neurocientistas agrupam sob o nome de função executiva.

Vale a pena fazer uma pausa para considerar o que um resultado como esse pode e não pode estabelecer. Uma única lesão em uma única pessoa, reconstruída a partir de um crânio em vez de ser visualizada num cérebro vivo, é sugestiva, não conclusiva, e a equipe de Damasio teve esse cuidado. O valor da reconstrução está em ter apontado os pesquisadores posteriores para a vizinhança certa e em se encaixar num padrão que já emergia de casos mais limpos e mais modernos. Gage não provou a teoria dos lobos frontais. Ele a inaugurou.

O que a parte da frente do cérebro realmente faz

Então o que é a função executiva, a coisa que o ferro danificou? Não se trata de uma única operação, mas de uma família de operações relacionadas, coordenadas pelo córtex pré-frontal. Em uma influente revisão de 2013 na Annual Review of Psychology, a psicóloga do desenvolvimento Adele Diamond organizou o campo em torno de quatro capacidades centrais, cada uma com uma âncora anatômica principal na frente do cérebro e cada uma mensurável, ao menos em parte, por uma tarefa de laboratório específica.

A primeira é a memória de trabalho, a capacidade de manter uma informação em mente e manipulá-la, o bloco de rascunho mental que você usa para guardar um número de telefone na cabeça enquanto alcança uma caneta. A segunda é o controle inibitório, a capacidade de suprimir uma resposta automática ou tentadora em favor de outra mais adequada, que é o que permite a você não soltar a primeira coisa que vem à mente. A terceira é a flexibilidade cognitiva, a capacidade de alternar entre regras, perspectivas ou estratégias conforme as circunstâncias mudam. A quarta é o planejamento, a mobilização dessas habilidades em direção a um objetivo futuro. Ler, trabalhar, manter amizades e exercer autocontrole, tudo isso recorre a essa maquinaria silenciosa, e é justamente por isso que sua perda é tão difícil de notar num exame casual e tão devastadora para uma vida no longo prazo.

Duas regiões dentro do córtex pré-frontal realizam boa parte desse trabalho, e elas cooperam. O córtex pré-frontal dorsolateral, correspondente às áreas 9 e 46 de Brodmann, é a sede canônica da memória de trabalho e do planejamento. Seu papel foi demonstrado quase célula por célula nos experimentos de Patricia Goldman-Rakic com tarefas de resposta retardada, nas quais neurônios individuais continuavam a disparar durante os segundos em que um animal precisava manter em mente uma localização memorizada. O córtex cingulado anterior, correspondente às áreas 24 e 32 de Brodmann, atua, por sua vez, como um monitor de conflitos, papel formalizado em um artigo de 2001 na Psychological Review por Matthew Botvinick e colegas. A divisão de trabalho é nítida: o cingulado anterior detecta quando duas respostas estão competindo e recruta o córtex pré-frontal dorsolateral para resolver o conflito em favor da resposta certa.

Os testes que flagram o córtex pré-frontal em ação

Como a função executiva é invisível à observação comum, a neurociência construiu tarefas engenhosas para fazê-la se mostrar. A mais famosa é a tarefa de interferência cor-palavra concebida por J. Ridley Stroop em 1935. Mostram-se a você palavras de cores impressas em tinta colorida e pede-se que nomeie a cor da tinta, em vez de ler a palavra. Em ensaios congruentes isso é trivial, mas em ensaios incongruentes, em que a palavra VERMELHO está impressa em tinta azul, seu hábito automático de leitura colide com a tarefa que lhe foi dada, e você fica mais lento de forma mensurável, tipicamente entre cem e duzentos milissegundos. Esse pequeno atraso é o custo do controle executivo, o tempo que o cingulado anterior leva para sinalizar o conflito e que o córtex pré-frontal dorsolateral leva para anular o reflexo da leitura.

Uma segunda sonda clássica é o Teste de Classificação de Cartas de Wisconsin, introduzido por Grant e Berg em 1948 e aprimorado por Heaton nas décadas de 1970 e 1980. Os participantes classificam cartas de acordo com uma regra que nunca lhes é dita, como por cor, por forma ou por número, aprendendo-a apenas pelo retorno recebido após cada carta. Depois de classificarem corretamente dez vezes seguidas, a regra muda sem aviso. Participantes saudáveis percebem a mudança e se adaptam. Pacientes com dano no lobo frontal apresentam uma falha característica chamada perseveração, continuando a classificar pela regra antiga mesmo enquanto o retorno lhes diz, repetidas vezes, que agora estão errados. O teste torna visível a inflexibilidade cognitiva e tornou-se uma das assinaturas clínicas padrão da lesão pré-frontal.

Por trás dessas tarefas está uma teoria mais ampla sobre quando o cérebro aciona sua maquinaria executiva. O neuropsicólogo Tim Shallice, partindo de um trabalho com Donald Norman em 1986 e desenvolvendo a ideia plenamente em seu livro de 1988 From Neuropsychology to Mental Structure, traçou uma distinção entre dois sistemas. O comportamento rotineiro e bem aprendido funciona com o que ele chamou de escalonamento por disputa, um processo automático de seleção de ações que não precisa de supervisão, o piloto automático que leva você para casa por um trajeto familiar. Situações novas, em que é preciso planejar, resolver problemas ou corrigir um erro, recorrem, em vez disso, ao sistema atencional supervisor, o supervisor executivo alojado no córtex pré-frontal. O ferro de Gage, segundo essa visão, danificou não as rotinas, mas o supervisor.

O mito do homem que virou monstro

É aqui que a versão cuidadosa da história diverge nitidamente da popular. A imagem que a maioria das pessoas guarda de Phineas Gage é a de um homem decente transformado por sua lesão num bruto irreversível, grosseiro, pouco confiável, um psicopata de manual criado num instante. Essa imagem exagera e, em alguns pontos, simplesmente distorce aquilo que Harlow de fato relatou. Não há dúvida de que Gage mudou; a famosa frase de Harlow de que seus amigos o achavam "não mais Gage" reflete uma alteração real e significativa no temperamento e na conduta social. Mas mudança não é o mesmo que ruína.

Nos anos seguintes ao acidente, Gage trabalhou, e não apenas em trabalho braçal simples. De 1852 a 1859, manteve um emprego como condutor de diligência no Chile, uma ocupação exigente que requeria conduzir cavalos, cumprir horários, lidar com passageiros e dinheiro, e cooperar com outras pessoas ao longo de rotas extensas, nada disso é tarefa de um homem incapaz de planejar ou de se autorregular. O historiador Malcolm Macmillan, em seu livro de 2000 An Odd Kind of Fame, rastreou como o caso foi sendo exagerado de modo constante ao longo de um século e meio, muitas vezes por autores que nunca haviam lido Harlow. Macmillan também reuniu indícios esparsos de que Gage pode ter recuperado parte da função social com o tempo, o que se encaixaria no que hoje sabemos sobre a capacidade do cérebro de se adaptar após uma lesão.

A correção importa por duas razões. Primeira, honestidade intelectual: uma pessoa real merece ser lembrada como foi, e não como uma fábula moralizante conveniente. Segunda, precisão científica: uma história que diz que os lobos frontais abrigam uma sede fixa do caráter moral, destruída instantânea e permanentemente, erra a neurociência. O córtex pré-frontal sustenta capacidades que podem ser prejudicadas em graus, que interagem com o resto da vida e dos hábitos de uma pessoa, e que às vezes podem se recuperar em parte. A verdadeira história de Gage, a confusa, com a diligência, ensina mais do que o mito jamais ensinou.

Pontos principais

O acidente em Cavendish, em 13 de setembro de 1848, no qual uma barra de socar de 1,1 metro atravessou o crânio de Phineas Gage e a frente de seu cérebro, abriu o estudo científico dos lobos frontais ao mostrar que uma pessoa podia perder essa região e conservar fala, memória e movimento ao mesmo tempo em que mudava de maneiras mais sutis; Hanna Damasio e colegas localizaram o dano, em sua reconstrução de 1994 publicada na Science, no córtex pré-frontal ventromedial, tornando Gage o caso de lesão fundador da ideia de que o córtex pré-frontal governa a personalidade, a conduta social e a função executiva, uma família de operações (memória de trabalho, controle inibitório, flexibilidade cognitiva e planejamento) ancorada principalmente no córtex pré-frontal dorsolateral, no caso da memória de trabalho e do planejamento, e no córtex cingulado anterior, no caso do monitoramento de conflitos, com os dois cooperando de modo que o cingulado detecta respostas concorrentes e recruta o córtex dorsolateral para resolvê-las; essas capacidades são tornadas visíveis por tarefas como o teste de interferência cor-palavra de Stroop, de 1935, e o Teste de Classificação de Cartas de Wisconsin, de 1948, e organizadas teoricamente pela distinção de Shallice entre o escalonamento por disputa rotineiro e o sistema atencional supervisor pré-frontal; e, por fim, a imagem popular de Gage como um psicopata instantâneo e irreversível exagera o registro de Harlow, já que Gage trabalhou como condutor de diligência no Chile de 1852 a 1859 e o caso, como documenta o An Odd Kind of Fame de Macmillan, foi mitologizado muito além das evidências.