A integração multissensorial, também conhecida como integração multimodal, é o estudo de como as informações das diferentes modalidades sensoriais (como visão, audição, tato, olfato, movimento próprio e paladar) podem ser integradas pelo sistema nervoso. Uma representação coerente de objetos, combinando modalidades, permite que os animais tenham experiências perceptivas significativas. De fato, a integração multissensorial é fundamental para o comportamento adaptativo, pois permite que os animais percebam um mundo de entidades perceptivas coerentes. A integração multissensorial também aborda como diferentes modalidades sensoriais interagem entre si e alteram o processamento umas das outras.

Introdução geral

A percepção multimodal é a forma como os animais formam percepções coerentes, válidas e robustas, processando estímulos sensoriais de diversas modalidades. Rodeado por múltiplos objetos e recebendo múltiplas estimulações sensoriais, o cérebro se depara com a decisão de como categorizar os estímulos resultantes de diferentes objetos ou eventos no mundo físico. O sistema nervoso é, portanto, responsável por integrar ou segregar certos grupos de sinais. A percepção multimodal tem sido amplamente estudada nas áreas da ciência cognitiva, ciência comportamental e neurociência.

Estímulos e modalidades sensoriais

Existem quatro atributos de estímulo: modalidade, intensidade, localização e duração. O neocórtex no cérebro dos mamíferos possui parcelamentos que processam principalmente a entrada sensorial de uma modalidade. Por exemplo, a área visual primária, V1, ou a área somatossensorial primária, S1. Essas áreas lidam principalmente com características de estímulo de baixo nível, como brilho, orientação, intensidade, etc. Essas áreas possuem extensas conexões entre si, bem como com áreas de associação superiores que processam ainda mais os estímulos e acredita-se que integrem a entrada sensorial de várias modalidades. No entanto, efeitos multissensoriais também podem ocorrer em áreas sensoriais primárias.

Problema de ligação

A relação entre o problema da ligação e a percepção multissensorial pode ser pensada como uma questão – o problema da ligação – e sua solução potencial – a percepção multissensorial. O problema da ligação surgiu de questões não respondidas sobre como os mamíferos (particularmente os primatas superiores) geram uma percepção unificada e coerente do ambiente ao seu redor a partir da cacofonia de ondas eletromagnéticas, interações químicas e flutuações de pressão que formam a base física do mundo à nossa volta. Foi investigado inicialmente no domínio visual (cor, movimento, profundidade e forma), depois no domínio auditivo e, recentemente, nas áreas multissensoriais. Pode-se dizer, portanto, que o problema da ligação é central para a percepção multissensorial.

Contudo, as considerações sobre como as representações conscientes unificadas são formadas não são o foco principal da pesquisa em Integração Multissensorial. É obviamente importante que os sentidos interajam para maximizar a eficiência da interação humana com o ambiente. Para que a experiência perceptiva e o comportamento se beneficiem da estimulação simultânea de múltiplas modalidades sensoriais, a integração das informações provenientes dessas modalidades é necessária. Alguns dos mecanismos que mediam esse fenômeno e seus efeitos subsequentes nos processos cognitivos e comportamentais serão examinados a seguir. A percepção é frequentemente definida como a experiência consciente de um indivíduo e, portanto, combina informações de todos os sentidos relevantes e conhecimento prévio. A percepção também é definida e estudada em termos de extração de características, que ocorre a algumas centenas de milissegundos da experiência consciente. Apesar da existência de escolas da psicologia da Gestalt que defendem uma abordagem holística para o funcionamento do cérebro, os processos fisiológicos subjacentes à formação de percepções e da experiência consciente têm sido amplamente subestudados. Não obstante, a crescente pesquisa em neurociência continua a enriquecer nossa compreensão dos muitos detalhes do cérebro, incluindo estruturas neurais implicadas na integração multissensorial, como o colículo superior (CS) e várias estruturas corticais, como o giro temporal superior (GT) e as áreas de associação visual e auditiva. Embora a estrutura e a função do CS sejam bem conhecidas, o córtex e a relação entre suas partes constituintes são atualmente objeto de muita investigação. Concomitantemente, o recente impulso na integração possibilitou a investigação de fenômenos perceptivos, como o efeito ventriloquismo, a localização rápida de estímulos e o efeito McGurk; culminando em uma compreensão mais completa do cérebro humano e suas funções.

História

Os estudos sobre o processamento sensorial em humanos e outros animais têm sido tradicionalmente realizados um sentido de cada vez e, até hoje, inúmeras sociedades acadêmicas e periódicos se restringem, em grande parte, a considerar as modalidades sensoriais separadamente ('Pesquisa da Visão', 'Pesquisa da Audição', etc.). No entanto, existe também uma longa e paralela história de pesquisa multissensorial. Um exemplo são os experimentos de Stratton (1896) sobre os efeitos somatossensoriais do uso de óculos com prismas que distorcem a visão. Interações multissensoriais ou efeitos intermodais, nos quais a percepção de um estímulo é influenciada pela presença de outro tipo de estímulo, são mencionados desde tempos remotos. Eles foram revisados ​​por Hartmann em um livro fundamental onde, entre várias referências a diferentes tipos de interações multissensoriais, há menção ao trabalho de Urbantschitsch em 1888, que relatou a melhora da acuidade visual por estímulos auditivos em indivíduos com lesões cerebrais. Este efeito também foi encontrado posteriormente em indivíduos com cérebros intactos por Krakov e Hartmann, assim como o fato de que a acuidade visual poderia ser melhorada por outros tipos de estímulos. Também é notável a quantidade de trabalho realizado no início da década de 1930 sobre relações intersensoriais na União Soviética, revisado por London. Uma pesquisa multissensorial notável é o extenso e pioneiro trabalho de GonzaloGonzalo, J. (1945, 1950, 1952, 2010, 2023). Dinámica Cerebral, Open Access. Edición facsímil 2010 del Vol. 1 1945, Vol. 2 1950 (Madrid: Inst. S. Ramón y Cajal, CSIC), Suplemento I 1952 (Trab. Inst. Cajal Invest. Biol.) y 1ª ed. Suplemento II 2010. Red Temática en Tecnologías de Computación Artificial/Natural (RTNAC) y Universidad de Santiago de Compostela (USC). ISBN 978-84-9887-458-7. Brain Dynamics, English edition 2023 (Vols. 1 and 2, Supplements I and II), I. Gonzalo-Fonrodona (ed.) Editorial CSIC, Open Access. em meados do século XX sobre a caracterização de uma síndrome multissensorial em pacientes com lesões corticais parieto-occipitais. Nessa síndrome, todas as funções sensoriais são afetadas, com bilateralidade simétrica, apesar de se tratar de uma lesão unilateral em que as áreas primárias não foram envolvidas. Uma característica dessa síndrome é a grande permeabilidade a efeitos intermodais entre estímulos visuais, táteis e auditivos, bem como o esforço muscular para melhorar a percepção, diminuindo também os tempos de reação. A melhoria pelo efeito intermodal foi considerada maior quanto mais fraco fosse o estímulo primário a ser percebido e quanto maior fosse a lesão cortical. Este autor interpretou esses fenômenos sob um conceito fisiológico dinâmico e a partir de um modelo baseado em gradientes funcionais através do córtex e leis de escala de sistemas dinâmicos, destacando assim a unidade funcional do córtex. De acordo com os gradientes corticais funcionais, a especificidade do córtex seria distribuída em gradações, e a sobreposição de diferentes gradientes específicos estaria relacionada a interações multissensoriais.Gonzalo, J. (1952). "Las funciones cerebrales humanas según nuevos datos y bases fisiológicas. Una introducción a los estudios de Dinámica Cerebral". Trabajos del Inst. Cajal de Investigaciones Biológicas, XLIV: pp. 95–157. It is the Supplement I of Brain Dynamics, English edition 2023 (Vols. 1 and 2, Supplements I and II), I. Gonzalo-Fonrodona (ed.) Editorial CSIC, Open Access. A pesquisa multissensorial ganhou recentemente enorme interesse e popularidade.

Exemplo de congruência espacial e estrutural Quando alguém ouve uma buzina, determina qual carro a provocou com base no carro mais próximo espacialmente da origem da buzina. Este é um exemplo de congruência espacial, que combina estímulos visuais e auditivos. Por outro lado, o som e as imagens de um programa de TV seriam integrados de forma estruturalmente congruente, também combinando estímulos visuais e auditivos. No entanto, se o som e as imagens não se encaixassem de forma significativa, os estímulos seriam segregados. Portanto, a congruência espacial ou estrutural não resulta apenas da combinação de estímulos, mas também é determinada pela compreensão.

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