O cérebro acompanha brevemente duas conversas ao alternar a atenção numa sala ruidosa

Um novo estudo concluiu que, quando o cérebro muda o foco de um orador para outro numa sala ruidosa, durante um instante acompanha duas conversas em simultâneo.

Numa janela de aproximadamente um a dois segundos, os sinais neuronais associados à voz recém-selecionada começam a aumentar antes de os sinais da voz anterior desaparecerem, criando uma sobreposição curta em que ambos os fluxos ficam representados no córtex.

Este achado ajuda a perceber por que razão algumas pessoas lidam com mais facilidade do que outras com restaurantes barulhentos e festas cheias. Também aponta para a possibilidade de o cérebro não “largar” por completo uma conversa antes de se fixar na seguinte, mantendo o orador anterior temporariamente acessível, caso o ouvinte queira voltar atrás.

Dentro da experiência

O trabalho foi liderado pela Dra. Sara Carta, no Trinity College Dublin (TCD). A equipa colocou 24 jovens adultos com audição normal no centro de uma disposição circular de seis colunas.

Duas colunas, posicionadas à frente de cada participante e separadas por 60 graus, reproduziam duas palestras TED diferentes ao mesmo tempo. As outras quatro, colocadas atrás dos participantes, emitiam um murmúrio formado por 16 vozes misturadas - o equivalente acústico de uma sala cheia.

No ecrã, uma pequena seta indicava qual das colunas da frente o participante devia seguir; a cada 15 a 30 segundos, a seta mudava para o lado oposto. Ao longo de toda a tarefa, uma touca de EEG com 64 eléctrodos registou a actividade cerebral.

Os participantes classificaram a mudança de atenção como tendo uma dificuldade de cerca de três em cinco. Ainda assim, responderam a perguntas sobre o conteúdo da palestra seguida com 86% de acerto.

Para quantificar a atenção, os investigadores recorreram a um método conhecido como função de resposta temporal. Este filtro matemático estima até que ponto a actividade do EEG acompanha as variações de um determinado sinal de fala; assim, quando a correlação é elevada, isso indica que o cérebro está a seguir aquela voz.

Alternar a atenção entre vozes concorrentes no cérebro

A escuta selectiva em ambientes ruidosos é estudada desde que Colin Cherry cunhou o “problema da festa de cocktail” num artigo de 1953. Estudos posteriores mostraram que o cérebro suprime grande parte do que um orador ignorado está a dizer, embora não elimine tudo.

No entanto, a maioria desses trabalhos focava-se em ouvintes que mantinham a atenção num único alvo. Muito poucos analisaram pessoas a alternar entre vozes em tempo real, algo mais próximo da forma como as conversas acontecem no dia a dia.

A equipa de Carta decompôs cada mudança de atenção em duas operações distintas. O desengajamento correspondia à diminuição do rastreio cerebral do orador anterior; o engajamento era o aumento do rastreio do novo orador. Se estas duas mudanças ocorressem ao mesmo tempo, a troca seria uma substituição “limpa”.

Foi precisamente isso que os dados não mostraram. O engajamento começava antes do desengajamento e, além disso, também terminava mais cedo. A resposta do cérebro à nova voz fortalecia-se quando a resposta à voz antiga ainda estava activa. Por instantes, os dois fluxos apareciam em simultâneo no córtex.

O cérebro acompanha brevemente as duas vozes

Esta sobreposição não significa, necessariamente, que o ouvinte compreenda ambos os oradores ao mesmo tempo.

Questionado pela Earth.com sobre se alguém que está a ouvir “de raspão” do outro lado da sala absorve de facto o que ouve, o Professor Giovanni Di Liberto, do Trinity College Dublin, um dos autores seniores do estudo, avançou uma interpretação possível.

“Uma possibilidade é que, ao mudarmos para o orador B, ainda estejamos a monitorizar o orador A por um breve período de tempo sem realmente compreender. Mas essa compreensão pode, de facto, acontecer se for necessário”, afirmou.

Trabalhos anteriores já tinham mostrado que as vozes não atendidas não são totalmente silenciadas. Mesmo um orador que o ouvinte deveria ignorar deixa vestígios acústicos mensuráveis e até marcas linguísticas no córtex.

O novo resultado acrescenta um detalhe temporal. Esta codificação dupla durante a troca não parece ser mera monitorização de fundo; pelo contrário, tudo indica que faz parte do mecanismo com que o cérebro transfere a atenção de uma voz para outra.

Mudar de foco exige esforço

As ondas alfa são oscilações na gama dos 8 a 12 hertz. Durante a escuta, estão associadas ao esforço mental. Quando as pessoas se concentram numa voz-alvo em ambiente ruidoso, a potência alfa na zona posterior da cabeça tende a diminuir.

Esse padrão verificou-se aqui, e a cronologia foi esclarecedora. O ponto mais baixo da potência alfa surgiu cerca de 4.5 segundos depois de a seta mudar - significativamente mais tarde do que o momento em que o rastreio da fala pelo cérebro já tinha passado para a nova voz.

Isto sugere que, mesmo depois de o cérebro se fixar no novo orador, o esforço permanece elevado enquanto termina o processo de libertar o orador anterior. Essa discrepância indica que alternar a atenção tem um custo cognitivo maior do que manter-se na mesma voz.

Um estudo relacionado usou dilatação pupilar e actividade alfa para mostrar que quem alterna entre oradores trabalha mais do que quem permanece focado num só. O novo trabalho localiza esse custo adicional no fim da mudança, quando o desengajamento ainda está a “apanhar” o engajamento.

Se este intervalo aumenta em condições de escuta mais exigentes é o que Di Liberto pretende testar a seguir. Em declarações à Earth.com, previu: “Eu esperaria que tarefas mais difíceis, que envolveriam mais recursos cognitivos, reduzissem o período de tempo em que ambos os oradores podem ser processados.”

Reiniciar cada conversa do zero

Compreender fala não se resume a seguir sons. Os ouvintes usam as palavras já escutadas para antecipar o que vem a seguir, e os centros de linguagem do cérebro exibem sinais claros dessa previsão.

Os investigadores quiseram perceber o que acontece a essas previsões quando o ouvinte muda de orador de forma súbita.

Para testar a questão, construíram quatro estratégias possíveis com recurso a um grande modelo de linguagem chamado Mistral-7B. Uma estratégia fazia o cérebro usar todo o contexto anterior do novo orador, ouvido mais cedo na experiência. Outra estratégia incorporava tudo aquilo a que o ouvinte tinha prestado atenção ao longo de ambos os oradores.

Uma terceira usava apenas o fluxo actualmente seguido. A quarta descartava todo o contexto anterior e recomeçava a cada troca - uma abordagem de “reinício”.

A estratégia de reinício ajustou-se melhor aos dados neurais do que as restantes. Quando avaliada face à entropia lexical - uma estimativa contínua do grau de incerteza do cérebro em relação à próxima palavra -, previu a actividade do EEG com maior precisão do que as alternativas que transportavam contexto.

O resultado surpreendeu a equipa. Está em linha com investigação sobre memória que mostra que o cérebro trata mudanças abruptas numa cena como fronteiras de eventos, “apagando” o que vinha antes para preparar o que se segue.

Assim, quando um ouvinte muda de orador, o cérebro pode abandonar o contexto anterior em vez de o levar consigo.

Porque é que conversas ruidosas se tornam mais difíceis

A dificuldade em seguir uma conversa num local ruidoso é uma queixa frequente entre pessoas com perda auditiva. Também é uma das primeiras alterações cognitivas a surgir com a idade.

Os aparelhos auditivos convencionais amplificam o som. No entanto, ajudam pouco quando o ouvinte quer saltar entre diferentes pessoas à mesa.

A dimensão dessa curta fase de rastreio duplo pode variar de pessoa para pessoa.

“A métrica objectiva que derivámos poderia ser usada para estudar várias dimensões, incluindo o desenvolvimento inicial, défices auditivos e envelhecimento, entre outras coisas”, disse Di Liberto.

Dispositivos capazes de inferir a atenção do utilizador a partir de EEG ou sinais semelhantes têm sido uma área activa de investigação. Um sistema que detecte apenas o novo alvo pode deixar o orador anterior “em aberto” por um ou dois segundos, enquanto o cérebro conclui o processo de libertação.

O cérebro recomeça

Os resultados também expõem um limite para a quantidade de informação que o cérebro transporta quando alterna entre conversas.

Em vez de integrar o que alguém disse há instantes no que o próximo orador está a dizer, tudo indica que o cérebro reinicia.

Isto ajuda a explicar por que motivo a lembrança de uma conversa ouvida pela metade costuma parecer tão fragmentada: o contexto que ligaria as frases nunca chegou a ser transportado através da mudança.