Pianista investiga o que acontece no cérebro de um músico enquanto ele toca
Os acordes plácidos de um prelúdio de Claude Debussy ecoavam pelo auditório escuro durante um recital do pianista Nicolas Namoradze na Universidade da Califórnia, em São Francisco, numa noite de novembro.
Enquanto isso, uma imagem translúcida do cérebro de Namoradze surgia acima dele numa tela: correntes elétricas de diferentes comprimentos de onda, associadas a vários níveis de alerta, registravam uma atividade colorida como tempestades num mapa meteorológico. A cada acorde, nuvens verdes e azuis desabrochavam e depois desapareciam à medida que o som se dissipava. Conforme o recital prosseguia com obras de Johann Sebastian Bach, Ludwig van Beethoven e Alexander Scriabin, a imagem do cérebro girando suavemente mostrava uma coreografia complexa de sinais que, por vezes, oscilavam entre diferentes áreas ou cintilavam simultaneamente pelos hemisférios do órgão.
Como espetáculo visual que acompanhava a execução cristalina de Namoradze, era fascinante: uma espécie de raio-X da virtuosidade em ação.
Mas para os cientistas presentes na conferência sobre a neurociência da música e da dança, foi mais do que entretenimento. Foi um avanço que abre possibilidades em uma área que há muito tempo escapava aos estudos científicos: como a música ativa o cérebro, não nos ouvintes, mas nos intérpretes. Foi também um lembrete do valor que os artistas podem trazer para a pesquisa científica como participantes ativos, moldando os estudos sobre sua arte.
O neurocientista Theodore Zanto, do laboratório Neuroscape da UCSF, criador das animações do “Cérebro de Vidro”, ficou surpreso — e comovido — com o resultado. “É provavelmente a representação em tempo real mais nítida do que acontece dentro do cérebro durante uma apresentação de piano”, afirmou.
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Os cientistas há muito tempo se interessam pela música como uma janela para o cérebro, pois ela concentra muitas capacidades humanas em uma única atividade. Envolve simultaneamente percepção, movimento, memória, atenção e emoção. Desenvolve-se ao longo do tempo. E exige previsão e ajuste constantes. O ritmo, em particular, tornou-se um foco de pesquisa devido às suas ligações com o desenvolvimento da linguagem, a coordenação motora e a saúde cerebral.
No entanto, uma questão central permanece sem resposta: o que acontece no cérebro de um músico enquanto ele toca? As ferramentas tradicionais de neuroimagem, como a ressonância magnética funcional (RMf), exigem que os participantes permaneçam imóveis dentro de um aparelho. Tecnologias vestíveis mais recentes, incluindo toucas de EEG (eletroencefalografia) com eletrodos, possibilitam o estudo de músicos em ambientes mais naturais. Mas, para capturar dados significativos, são necessárias dezenas de repetições da mesma performance, sincronizadas com precisão de milissegundos.
Foi aqui que Namoradze, de 33 anos, pianista premiado que se formou em neuropsicologia durante os anos da pandemia, contribuiu com um avanço metodológico. O resultado são imagens de uma clareza surpreendente, além de uma série de novas questões para os cientistas considerarem.
Namoradze não é o primeiro músico a recorrer ao Glass Brain, desenvolvido para monitorar e controlar certas funções cognitivas em videogames de circuito fechado. O baterista Mickey Hart, do Grateful Dead, já o utilizou para improvisar ao vivo em locais como o Sphere, em Las Vegas, e o Planetário Hayden, em Nova York. Namoradze entrou em contato com a equipe da Neuroscape na esperança de gravar vídeos que mostrassem como sua atividade cerebral mudava enquanto tocava obras com diferentes atmosferas e estruturas.
Em uma conferência de pesquisadores no dia de seu recital em São Francisco, Namoradze relembrou a primeira reação, um tanto desanimadora, de Zanto. "Isso é uma espécie de projeto de divulgação científica", disse Zanto a Namoradze. "Divertido, mas não é pesquisa de verdade."
Do ponto de vista experimental, a dificuldade não estaria em reproduzir a atividade cerebral de um pianista em ação. Em vez disso, obter dados que sustentassem uma pesquisa real significava separar os processos relacionados à execução musical da confusão de correntes elétricas causadas por outras atividades, como a digestão. Para extrair o sinal do ruído, os pesquisadores precisariam capturar múltiplas leituras de EEG de Namoradze tocando a mesma peça, para que sinais neurais significativos pudessem emergir. E essas medições precisariam ter um alinhamento quase perfeito ao longo do tempo.
Andrea Protzner, neurocientista da Universidade de Calgary que acabou coletando os dados de Namoradze, disse em uma entrevista por telefone que a precisão necessária é a razão pela qual os estudos de EEG até agora se concentraram na audição musical em laboratório. "O EEG tem precisão de milissegundos", afirmou. Somente esse nível de precisão permite que os sinais relacionados a eventos — neste caso, a atividade relacionada à música — se destaquem claramente do ruído de movimentos musculares acidentais e outros estímulos.
“Isso é fácil com os ouvintes, que podem ouvir a mesma gravação repetidas vezes”, disse ela. “Com um músico, é incrivelmente difícil.”
Inicialmente, Namoradze considerou estudar seu cérebro enquanto ouvia uma gravação de si mesmo ou enquanto se visualizava tocando. Mas então, ele encontrou uma solução para o problema da reprodutibilidade que estava ao seu alcance.
Um piano mecânico Steinway Spirio consegue capturar cada detalhe de uma performance e reproduzi-lo, tecla por tecla. No laboratório de Protzner, Namoradze usou um capacete de EEG enquanto gravava seu programa e, em seguida, o tocava várias vezes, essencialmente "sincronizando os dedos" com a reprodução da gravação pelo piano.
"No final, eu realmente me esquecia que não estava tocando", disse Namoradze. "Meus músculos estavam fazendo a mesma coisa; eu estava ouvindo a mesma coisa. Eu conseguia incorporar meu próprio espírito."
Namoradze concebeu seu recital neurológico como uma palestra-concerto que combinava performance ao vivo com visualizações cerebrais geradas a partir de suas sessões de laboratório em Calgary. Durante o recital em São Francisco, ele pausou o vídeo para descrever o que acreditava estar vendo: suaves rajadas de atividade em Debussy, coordenação complexa entre diferentes regiões em Bach, explosões de movimento entre o planejamento e a execução em Beethoven. Na música de Scriabin, ele apontou para um aumento notável na atividade no lobo occipital, onde a visão é processada. Seria possível, ele se perguntou, que a sinestesia do compositor, que o fazia associar sons a cores, tivesse de alguma forma se codificado na sonata?
Muitas das ideias de Namoradze permanecem hipóteses, aguardando pesquisas adicionais. Mas as perguntas que ele faz surgem de um envolvimento íntimo com a música. Para os cientistas, são estímulos. "Ele está literalmente gerando hipóteses para nós", disse Zanto após o recital.
"Se acho que houve sinestesia envolvida?", perguntou Protzner. “Não. Mas será que para ele estava mais associado às cores do que às outras peças? Definitivamente.”
Distinguir interpretação de evidência, dizem os pesquisadores, exigirá estudos comparativos — de outros pianistas tocando o mesmo repertório, ou de cérebros de ouvintes medidos juntamente com os dos intérpretes. Por mais engenhoso que seja o truque de Namoradze com o Spirio, pode não funcionar para todos os pianistas.
A maioria dos amadores teria dificuldade em manter seu nível de precisão, mesmo sincronizando os dedos com um piano mecânico. E muitos pianistas de concerto são muito agitados fisicamente para participar de estudos de EEG, nos quais os dados são contaminados pelo menor movimento da cabeça. (“Todos ficaram chocados com a imobilidade com que ele tocava”, disse Protzner, lembrando-se das horas que Namoradze passou se apresentando em seu laboratório.)
Mas enquanto Zanto e sua equipe se preparam para analisar os dados gerados pelo recital neurológico e começam a redigir o estudo para publicação científica, Namoradze já está de olho no panorama geral. Na Neuroscape, fala-se em construir um "Corpo de Vidro" usando medições de uma dúzia de parâmetros fisiológicos — incluindo frequência cardíaca, condutividade da pele e digestão — para criar modelos animados da atividade frenética dentro de um ser humano ao longo do tempo. Analisar os vastos conjuntos de dados que essa modelagem exige ainda é um sonho, disse Zanto.
Mas, assim que essa tecnologia existir, Namoradze estará pronto para retornar ao laboratório. Ele espera, disse, que um Corpo de Vidro torne visível a comunicação entre cérebro, mãos e pés que transforma a intenção musical em movimento.