A renomada dupla de pianistas poloneses Marek e Wacek não usava partituras em seus concertos ao vivo. No entanto, no palco, a dupla parecia perfeitamente sincronizada. Em pianos adjacentes, eles tocaram vários temas musicais de forma divertida, misturaram música clássica com jazz e improvisaram em tempo real.
“Seguimos o fluxo”, disse Marek Tomaszewski, que tocou com Wacek Kisielewski até a morte de Wacek em 1986. “Foi pura diversão.”
Os pianistas pareciam ler a mente um do outro ao trocarem olhares. Segundo Marek, era como se estivessem no mesmo comprimento de onda. Um crescente número de pesquisas sugere que isso pode ter sido literalmente verdade.
Dezenas de experimentos recentes que estudam a atividade cerebral de pessoas que atuam e trabalham juntas - pianistas em dueto, jogadores de cartas, professores e alunos, e outros - mostram que suas ondas cerebrais podem se alinhar em um fenômeno conhecido como sincronização neural interpessoal, também conhecido como sincronia intercerebral.
“Atualmente, há muitas pesquisas que mostram que as pessoas que interagem juntas apresentam atividades neurais coordenadas”, disse Giacomo Novembre, neurocientista cognitivo do Instituto Italiano de Tecnologia, em Roma, que publicou um artigo importante sobre sincronização neural interpessoal no ano passado.
Os estudos têm sido publicados em ritmo cada vez mais acelerado nos últimos anos, na medida em que novas ferramentas e técnicas aprimoradas aperfeiçoaram a ciência e a teoria. Os cientistas estão descobrindo que a sincronia entre os cérebros traz benefícios.
Ela está ligada a uma melhor resolução de problemas, aprendizado e cooperação, e até mesmo a comportamentos que ajudam os outros. Além disso, estudos recentes nos quais os cérebros foram estimulados com uma corrente elétrica sugerem que a própria sincronia pode causar o melhor desempenho observado pelos cientistas.
“A cognição é algo que acontece não apenas no crânio, mas em conexão com o ambiente e com outras pessoas”, disse Guillaume Dumas, professor de Psiquiatria Computacional da Universidade de Montreal no Canadá. Entender quando e como nossos cérebros se sincronizam pode nos ajudar a nos comunicar de forma mais eficiente, projetar salas de aula melhores e ajudar as equipes a cooperar.
Entrando em sincronia
Os seres humanos, como outros animais sociais, têm propensão a sincronizar seus comportamentos. Se você andar ao lado de alguém, provavelmente começará a caminhar no mesmo ritmo. Se duas pessoas se sentarem lado a lado em cadeiras de balanço, é provável que comecem a se balançar em ritmo semelhante.
Essa sincronia comportamental, segundo pesquisas, nos torna mais confiantes, nos ajuda a criar laços e ativa nossos instintos sociáveis. Em um estudo, dançar em sincronia fez com que os participantes se sentissem emocionalmente próximos uns dos outros, muito mais do que os grupos que se movimentavam de forma assíncrona.
Em outro estudo, os participantes que entoavam palavras ritmicamente tinham maior probabilidade de cooperar em um jogo de investimento. Até mesmo uma simples caminhada em uníssono com uma pessoa de uma minoria étnica pode reduzir o preconceito.
“A coordenação é uma marca registrada da interação social. É realmente crucial”, disse Novembre. “Quando a coordenação é prejudicada, a interação social é profundamente prejudicada.”
Quando nossos movimentos se coordenam, uma infinidade de sincronizações invisíveis a olho nu também surgem dentro de nossos corpos. Quando as pessoas tocam bateria juntas, seus corações batem juntos.
Os batimentos cardíacos dos terapeutas e de seus pacientes podem se sincronizar durante as sessões (especialmente se o relacionamento terapêutico estiver funcionando bem); e os de casais também podem. Outros processos fisiológicos, como a frequência respiratória e os níveis de condutância da pele, também podem se alinhar com os de outras pessoas.
A atividade em nossos cérebros pode se sincronizar? Em 1965, a revista Science publicou os resultados de um experimento que sugeria que sim. Cientistas da Thomas Jefferson University, na Filadélfia (EUA) testaram pares de gêmeos idênticos inserindo eletrodos sob o couro cabeludo para medir suas ondas cerebrais - uma técnica chamada eletroencefalografia.
Os pesquisadores relataram que, quando os gêmeos ficavam em quartos separados, se um deles fechasse os olhos, as ondas cerebrais de ambos refletiam o movimento. Os picos no eletroencefalograma de um gêmeo espelhavam os picos do outro.
O estudo, porém, tinha falhas metodológicas. Os pesquisadores testaram vários pares de gêmeos, mas publicaram os resultados apenas do par em que observaram a sincronia. Isso não ajudou o campo acadêmico, que estava em expansão. Durante décadas, a pesquisa sobre a sincronia intercerebral foi colocada na categoria de “peculiaridade paranormal estranha” e não foi levada a sério.
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A reputação do campo começou a mudar no início dos anos 2000 com a popularização do hyperscanning, técnica que permite que os cientistas examinem simultaneamente os cérebros de várias pessoas que estão interagindo. No início, isso envolvia pedir a pares de voluntários que se deitassem em máquinas de ressonância magnética separadas, o que restringia muito os tipos de estudos que os cientistas podiam realizar.
Por fim, os pesquisadores conseguiram usar a espectroscopia funcional no infravermelho próximo (fNIRS), que mede a atividade dos neurônios em camadas externas do córtex. A grande vantagem dessa tecnologia é a facilidade de uso: os voluntários podem tocar bateria ou estudar em uma sala de aula enquanto usam toucas fNIRS, que se assemelham a toucas de natação com vários cabos para fora.
Quando várias pessoas interagiram usando toucas fNIRS, os cientistas começaram a encontrar atividade interneural sincronizada em regiões do cérebro, que variava de acordo com a tarefa e a configuração do estudo. Eles também observaram ondas cerebrais, que representam padrões elétricos em disparos neuronais, sincronizados em várias frequências.
Em uma leitura de eletroencefalograma de dois cérebros sincronizados, as linhas que representam a atividade neural de cada pessoa flutuam juntas: Sempre que uma delas sobe ou desce, a outra também sobe, embora às vezes com defasagem de tempo.
Ocasionalmente, as ondas cerebrais aparecem em imagens espelhadas - quando a de uma pessoa sobe, a da outra desce ao mesmo tempo, e com magnitude semelhante - o que alguns pesquisadores também consideram uma forma de sincronia.
Com as novas ferramentas, ficou cada vez mais claro que a sincronia entre os cérebros não era uma bobagem metafísica nem o produto de uma pesquisa defeituosa.
“O sinal está definitivamente presente”, disse Antonia Hamilton, neurocientista social da University College London, no Reino Unido. O que se mostrou mais difícil de entender foi como dois cérebros independentes, em dois corpos separados, poderiam mostrar atividade semelhante em todo o espaço. Agora, disse Hamilton, a grande questão é: “O que isso nos diz?”
A receita da sincronia
Há muito tempo Novembre é fascinado pela forma como os humanos se coordenam para atingir objetivos comuns. Como os músicos - pianistas em dueto, por exemplo - colaboram tão bem? No entanto, foi pensando em animais, como vaga-lumes que sincronizam seus flashes, que ele começou a estudar os ingredientes necessários para o surgimento da sincronia entre os cérebros.
Considerando que a sincronia é “tão difundida em tantas espécies diferentes”, ele lembra, “pensei: ‘OK, então deve haver uma maneira muito simples de explicar isso’”.
Novembre e seus colegas montaram um experimento, publicado no ano passado, no qual duas duplas de voluntários não faziam nada além de ficar sentadas uma de frente para a outra enquanto um equipamento de câmera acompanhava os movimentos de seus olhos, rosto e corpo.
Algumas vezes, os voluntários podiam se ver; em outras, eram separados por uma divisória. Os pesquisadores descobriram que, assim que os voluntários se olhavam nos olhos, suas ondas cerebrais se sincronizavam instantaneamente. O sorriso se mostrou ainda mais poderoso no alinhamento das ondas cerebrais.
“Há algo de espontâneo na sincronia”, disse Novembre. O movimento também está ligado à atividade sincronizada das ondas cerebrais.
No estudo de Novembre, quando as pessoas moviam seus corpos em sincronia - se, por exemplo, uma levantasse a mão e a outra fizesse o mesmo - a atividade neural correspondia, com um pequeno atraso.
Entretanto, a sincronia entre os cérebros vai além de espelhar movimentos físicos. Em um estudo de pianistas tocando duetos publicado recentemente, uma quebra na sincronia comportamental não fez com que os dois cérebros dessincronizassem.
Outro ingrediente importante para a sincronia neural face a face parece ser a previsão mútua: antecipar respostas e comportamentos da outra pessoa. Cada pessoa está “movendo as mãos, o rosto ou o corpo, ou está falando”, explicou Hamilton, “e também respondendo às ações da outra pessoa”.
Por exemplo: quando as pessoas jogavam o jogo de cartas italiano Tressette, a atividade neural dos parceiros se sincronizava, mas o cérebro dos oponentes não se alinhava com eles.
O compartilhamento de metas e a atenção conjunta muitas vezes parecem cruciais para a sincronização entre os cérebros. Em experimento realizado na China, grupos de três pessoas tiveram que cooperar na solução de um problema.
Havia uma reviravolta: um membro da equipe era um pesquisador que apenas fingia estar envolvido na tarefa, acenando com a cabeça e fazendo comentários quando apropriado, mas sem realmente se importar com o resultado. Seu cérebro não se sincronizava com o dos membros genuínos da equipe.
No entanto, alguns críticos argumentam que a aparência da atividade cerebral sincronizada não é evidência de qualquer tipo de conexão, mas pode ser explicada por pessoas que respondem a um ambiente compartilhado.
“Considere duas pessoas ouvindo a mesma estação de rádio em dois cômodos diferentes”, escreveu Clay Holroyd, neurocientista cognitivo da Universidade de Ghent, na Bélgica, que não estuda a sincronia intercerebral, em artigo de 2022. “[A sincronia intercerebral] pode aumentar durante as músicas que ambos gostam em comparação com as músicas que ambos acham chatas, mas isso não seria uma consequência do acoplamento direto cérebro a cérebro.”
Para testar essa crítica, cientistas da Universidade de Pittsburgh e da Universidade Temple, nos Estados Unidos, projetaram um experimento no qual os participantes trabalharam de forma diferente em uma tarefa específica: completar um quebra-cabeça.
Os voluntários montaram um quebra-cabeça de forma colaborativa ou trabalharam em quebra-cabeças idênticos separadamente, lado a lado. Embora houvesse alguma sincronia interneural entre os quebra-cabeças que trabalhavam de forma independente, ela era muito maior entre os que colaboravam.
Para Novembre, essas e outras descobertas semelhantes sugerem que a sincronia intercerebral é mais do que um artefato ambiental. “Enquanto você medir cérebros durante a interação social, sempre terá de lidar com esse problema”, disse. “Os cérebros em interação social serão expostos a informações semelhantes.”
A menos que estejam em lugares diferentes, é claro. Na pandemia, os pesquisadores se interessaram em entender como a sincronia entre os cérebros pode mudar quando as pessoas conversam cara a cara por vídeo.
Em um estudo, publicado no fim de 2022, Dumas e seus colegas mediram a atividade cerebral de mães e seus filhos pré-adolescentes quando se comunicavam por vídeo online. Os cérebros das duplas mal se sincronizavam, muito menos do que quando conversavam pessoalmente.
Essa falta de sincronia entre os cérebros online pode ajudar a explicar por que as reuniões pelo Zoom tendem a ser tão cansativas, de acordo com os autores do estudo.
“Há uma série de coisas em uma chamada pelo Zoom que estão faltando em comparação com uma interação face a face”, disse Hamilton, que não estava envolvido na pesquisa. “O contato visual é um pouco diferente porque o posicionamento da câmera está errado. Ainda mais importante, sua atenção conjunta é diferente.”
Identificar os ingredientes necessários para o surgimento da sincronia entre os cérebros - seja o contato visual, o sorriso ou o compartilhamento de um objetivo - pode nos ajudar a obter melhor os benefícios da sincronia com os outros. Quando estamos no mesmo comprimento de onda, as coisas simplesmente ficam mais fáceis.
Vantagens emergentes
A neurocientista cognitiva Suzanne Dikker gosta de abraçar seu lado criativo usando a arte para estudar como cérebros humanos funcionam. Para capturar a noção elusiva de estar no mesmo comprimento de onda, ela e seus colegas criaram a Mutual Wave Machine: metade instalação de arte, metade experimento de neurociência.
Entre 2013 e 2019, os transeuntes de várias cidades do mundo - Madri, Nova York, Toronto, Atenas, Moscou e outras - poderiam se juntar a outra pessoa para explorar a sincronia interneural.
Eles se sentariam em duas estruturas semelhantes a conchas, uma de frente para a outra, enquanto usariam um fone de ouvido com eletroencefalógrafo para medir a atividade cerebral. Enquanto interagiam por 10 minutos, as conchas se iluminavam com projeções visuais que serviam como neurofeedback.
Quanto mais brilhantes as projeções, mais acopladas eram as ondas cerebrais. Entretanto, alguns pares não foram informados de que o brilho das projeções refletia seu nível de sincronia, enquanto outros receberam projeções falsas.
Quando Dikker e seus colegas analisaram os resultados, publicados em 2021, descobriram que as duplas que sabiam que estavam recebendo neurofeedback ficaram mais sincronizadas ao longo do tempo - efeito impulsionado por sua motivação para manter o foco no parceiro, explicaram os pesquisadores.
Mais importante ainda, a sincronia aumentada elevou o grau de conexão social da dupla. Aparentemente, estar no mesmo comprimento de onda cerebral poderia ajudar a construir relacionamentos.
Dikker também estudou essa ideia em um ambiente menos artístico: a sala de aula. Em uma sala de aula improvisada em um laboratório, um professor de Ciências do ensino médio orientou grupos de até quatro alunos enquanto Dikker e seus colegas registravam a atividade cerebral deles.
Em estudo publicado no servidor de pré-print biorxiv.org em 2019, os pesquisadores relataram que quanto mais os cérebros dos alunos e do professor se sincronizavam, melhor os alunos retinham o material quando testados uma semana depois. Uma análise de 2022, que avaliou 16 estudos, confirmou que a sincronia entre os cérebros está de fato associada a um melhor aprendizado.
“A pessoa que está prestando mais atenção ou se prendendo melhor ao sinal do orador também estará mais sincronizada com outras pessoas que também estão prestando mais atenção ao que o orador está dizendo”, disse Dikker.
Não é só o aprendizado que parece ser impulsionado quando nossos cérebros estão em sincronia, mas também o desempenho e a cooperação da equipe. Em outro estudo realizado por Dikker e seus colegas, grupos de quatro pessoas fizeram um brainstorming de usos criativos para um tijolo ou classificaram itens essenciais para sobreviver a um acidente de avião.
Os resultados mostraram que quanto maior a sincronização de suas ondas cerebrais, melhor o desempenho dessas tarefas em grupo. Outros estudos descobriram, entretanto, que as equipes sincronizadas neuralmente não apenas se comunicam melhor, mas também superam as outras em atividades criativas, como a interpretação de poesia.
Embora muitos estudos tenham associado a sincronia intercerebral a um melhor aprendizado e desempenho, permanece a dúvida se a sincronia realmente causa essas melhorias. Será que, em vez disso, ela pode ser uma medida de engajamento?
“As crianças que estão prestando atenção ao professor mostrarão mais sincronia com ele porque estão mais engajadas”, disse Holroyd. “Mas isso não significa que os processos de sincronia estejam realmente contribuindo de alguma forma para a interação e o aprendizado.”
Mas experimentos com animais sugerem que a sincronia neural pode de fato levar a mudanças no comportamento. Por exemplo: quando a atividade neural de camundongos foi medida por meio de minúsculos sensores em forma de cartola, a sincronia intercerebral previu se e como os animais iriam interagir no futuro. “É uma evidência muito forte de que há relação causal entre os dois”, disse Novembre.
Nos humanos, a evidência mais forte vem de experimentos que usam a estimulação elétrica do cérebro para gerar sincronia interneural. Uma vez que os eletrodos são colocados no couro cabeludo das pessoas, as correntes elétricas podem ser passadas entre os eletrodos para causar a sincronização da atividade neuronal nos nossos cérebros.
Em 2017, Novembre e sua equipe realizaram o primeiro desses experimentos. Os resultados sugeriram que a sincronização das ondas cerebrais na banda beta, ligada às funções motoras, melhorou a capacidade dos participantes de sincronizar seus movimentos corporais - nesse caso, tocar um ritmo com os dedos.
Vários estudos replicaram recentemente as descobertas de Novembre. No fim de 2023, os pesquisadores descobriram que, quando as ondas cerebrais das pessoas são sincronizadas por estimulação elétrica, sua capacidade de cooperar em um simples jogo de computador melhora significativamente.
E no ano passado, outros cientistas demonstraram que, quando dois cérebros são sincronizados, as pessoas se tornam melhores na transferência de informações e na compreensão mútua.
Como a ciência é nova, ainda não se sabe se há verdadeira relação de causa e efeito entre a sincronia e o comportamento humano cooperativo. Mesmo assim, a ciência da sincronia neural já está nos mostrando como nos beneficiamos quando fazemos coisas em sincronia com os outros. Em um nível biológico, somos programados para nos conectar.
História original republicada com permissão da Quanta Magazine, uma publicação editorialmente independente apoiada pela Simons Foundation. Leia o conteúdo original em The Social Benefits of Getting Our Brains in Sync.
Este conteúdo foi traduzido com o auxílio de ferramentas de Inteligência Artificial e revisado por nossa equipe editorial. Saiba mais em nossa Política de IA.
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