Velocidade de processamento de informação, memória de curto prazo e inteligência

Embora digam que a pressa é inimiga da perfeição, há contextos em que a velocidade anda junto com a eficiência. Esse parece ser o caso dos processos cognitivos -- ao menos em se tratando dos mais simples, elementares. Juntamente com a memória de curto-prazo, a velocidade de processamento de informação parece explicar boa parte da variância da capacidade cognitiva geral, a inteligência.

Memória

Conforme consta na Wikipédia, memória é a capacidade de adquirir (aquisição), armazenar (consolidação) e recuperar (evocar) informações. Existe uma porção de modalidades de memória. As mais clássicas são os pares 1) memória de curto-prazo e memória de longo-prazo e 2) memória declarativa e memória não-declarativa. A memória de curto-prazo, mais importante na ocasião deste texto, refere-se basicamente à capacidade de armazenamento provisório de informações. Essas informações, diretamente adquiridas do meio circundante (como estas palavras) ou recuperadas (evocadas) da memória de longo-prazo (como o significado destas palavras), permanecem temporariamente (segundos ou minutos) disponíveis no background cognitivo (digamos, na camada pré-consciente da mente), podendo ser imediatamente acessadas. O título deste texto, por exemplo, é um conjunto de informações que pode ser efetivamente resgatado desse depósito(1).

Somos, durante a vigília, ininterruptamente servidos pela memória de curto-prazo. O que comemos no café da manhã, a última conversa que tivemos, o que fizemos antes de começar esta leitura e a ideia geral do último parágrafo são informações que permanecem temporariamente, por um curto prazo, disponíveis para acesso, para ser evocadas, recordadas.

Diferentemente da memória de longo-prazo, a memória de curto-prazo é limitada em termos de sua capacidade de armazenamento. Por exemplo, certamente somos incapazes de armazenar e evocar imediatamente todas as palavras deste parágrafo. Devemos, talvez, recordar de apenas 6 ou 8 palavras -- as quais devem ficar disponíveis para acesso não mais do que por alguns segundos ou minutos.

Velocidade de processamento de informação, memória de curto-prazo e inteligência

A velocidade de processamento de informação (ou a velocidade em que a mente funciona) é uma variável geralmente mensurada por tarefas cognitivas elementares (ECT, do inglês elementary cognitive tasks). O desempenho nessas tarefas, que é baseado no tempo despendido para emitir uma resposta específica, tende a estar altamente co-relacionado à capacidade cognitiva geral, a inteligência (Deary et al., 2010).

Nesta ECT, o avaliando é orientado a pressionar, tão rapidamente puder, o botão correspondente ao estímulo numérico apresentado no visor ("Se aparecer o dígito 2, pressione o botão 2.").

Quanto mais complexa for a ECT, tanto maior será a co-relação entre o tempo de reação medido e a inteligência (em termos de QI). O desempenho na ECT ilustrada acima, que requer que o avaliando escolha uma entre quatro alternativas de resposta (1, 2, 3 ou 4), co-relaciona-se mais altamente com a inteligência do que uma ECT simples (Der & Deary, 2006), que não envolve escolha (p. ex., "Pressione 0 sempre que qualquer estímulo aparecer no visor.").

Tarefas mais complexas demandam mais recursos cognitivos, sendo portanto mais adequadas para se estimar a inteligência (Flynn, 2009). Um desses recursos, a memória de curto-prazo, vem já há algum tempo ganhando a atenção dos cientistas cognitivistas. Em resumo, o desempenho em testes de inteligência depende em grande medida do quanto e de por quanto tempo podemos armazenar temporariamente as informações relevantes para a resolução da tarefa. Enquanto fazemos uma divisão de um numerador de três dígitos, por exemplo, precisamos alternar a nossa atenção entre este e o seu denominador (digamos, 612/18), as regras e os atalhos matemáticos necessários para efetuar a operação (evocá-los e executá-los) e os sub-resultados sequencialmente obtidos -- os quais são usualmente submetidos aos mesmos processos descritos anteriormente. Por recrutar muitas informações e constituir-se de muitos passos sequenciais, essa tarefa ameaça as capacidades de armazenamento (por sobrecarregá-la) e de manutenção de informação da memória de curto-prazo. Com efeito, a probabilidade de perda ou de confusão de informação é aumentada, e o desempenho na tarefa pode ser parcial ou totalmente comprometido.

Por outro lado, há uma relação inversamente proporcional entre a taxa de perda de informações e a velocidade com que estas são processadas. Vistas as limitações de espaço e de manutenção da memória de curto-prazo, um processamento mais rápido resultaria em menos perda de informações, e o desempenho em tarefas cognitivas seria significativamente melhor (Flores-Mendoza & Colom, 2006).

Vejamos, para ilustrar o esquema, a seguinte analogia. A permeabilidade do filtro de café restringe a taxa de passagem/drenagem de água quente. Se a despejarmos tão rapidamente que saturasse a capacidade de drenagem, algum líquido seria entornado, desperdiçado. Entretanto, um filtro de café cuja permeabilidade é maior conseguiria evitar que parte da informação seja perdida, digo, que parte da água entorne. Dessa forma, o aumento da velocidade de drenagem permitiria mais eficiência (isto é, menos perda de água quente) na passagem do café. Traduzindo a analogia, a velocidade de processamento de informação pode compensar a limitação de sustentabilidade e de espaço da memória de curto-prazo -- e isso significa mais eficiência na resolução de problemas.

Da etiologia da velocidade de processamento de informação

Embora possamos tomar a velocidade de processamento de informação como uma variável que explica parte do desempenho cognitivo geral, resta-nos ainda detectar as variáveis que a explicam (ou seja, desvendar a natureza do filtro de café cognitivo). No nível psicológico, sabe-se que a familiaridade com a tarefa é um fator facilitador. Por exemplo, adultos geralmente efetuam operações matemáticas mais rapidamente do que crianças, para as quais o mundo dos números ainda é uma novidade -- uma novidade ansiogênica, às vezes. A propósito, a disposição emocional e a atenção/concentração devem também ser variáveis elencadas. Contudo, e como estamos tratando de um aspecto cognitivo simples, elementar, o foco e o nível das pesquisas recentes têm sido neurobiológico.

A velocidade de processamento informacional, que deve refletir a eficiência do processamento neural (condução de potenciais de ação), parece ser explicada pela integridade da matéria branca encefálica, isto é, pela integridade dos prolongamentos axonais que conduzem o potencial de ação (Penke et al., 2010). Essa hipótese é sustentada por uma constelação de achados. Por exemplo, sabe-se que o tempo de reação e a inteligência declinam com a idade, sobretudo após os sessenta anos (Deary et al., 2010). Em idosos cuja cognição está levemente comprometida, os padrões de ativação sincrônica de áreas corticais anteriores e posteriores é significativamente distinto daquele verificado em jovens sadios (Waiter, 2008). Essas alterações são decorrentes não de perda neuronal, mas provavelmente da defasagem de mielina que reveste os prolongamentos axonais (Andrews-Hanna et al., 2007).

A bainha de mielina (myelin sheath), que reveste o axônio (axon), facilita -- torna mais rápida -- a propagação do impulso nervoso (a unidade informacional neurofisiológica).

Em provisória conclusão, a velocidade de processamento de informação, altamente co-relacionada à inteligência e comumente medida através de tarefas cognitivas elementares, parece ser explicada pela integridade da matéria branca encefálica. Mais do que isso, algumas de suas medidas (como os tempos de inspeção e de reação com escolha) figuram como marcadores atraentes do envelhecimento cognitivo, podendo anunciar precocemente a instalação de quadros demenciais e, mais surpreendentemente, ser um dos melhores preditores de mortalidade aos setenta anos de idade (Deary & Der, 2005).

Nota

(1) Termos como "adquirir", "estocar" e "recuperar" são utilizados didaticamente. Não há, na verdade, um local no encéfalo -- ou na mente -- no qual são depositadas informações; há, sim, mecanismos específicos, paralelos e sequenciais de processamento cognitivo/neural cujo trabalho influencia e é influenciado por mecanismos de níveis mais e/ou menos amplos, gerais. Por outro lado, o uso desses "andaimes intelectuais" -- como diriam os meus amigos behavioristas --, provavelmente por refletirem certos padrões de funcionamento do encéfalo, mostra-se cientificamente satisfatório e didaticamente atraente.

Referências

• Andrews-Hanna, J. R. et al. (2007). Disruption of large-scale brain systems in advanced aging. Neuron 56, 924–935. In: Bishop, N. A., Lu, T., & Yankner, B. A. (2010). Neural mechanisms of ageing and cognitive decline. Nature, 464(7288), 529-35. doi: 10.1038/nature08983.
• Colom, R., Flores-Mendoza (2006). Armazenamento de curto prazo e velocidade de processamento explicam relação entre memória de trabalho e o fator g de inteligência. Psicologia: teoria e pesquisa, 222, 113-122.
• Der, G., & Deary I. J. (2006). Age and sex differences in reaction time in adulthood: results from the United Kingdom Health and Lifestyle Survey. Psychology and aging. 21(1):62-73. Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16594792.
• Deary, I. J., Bastin, M.E., Pattie, A., Clayden, J.D., Whalley, L.J., Starr, J.M., Wardlaw, J.M. (2006a). White matter integrity and cognition in childhood and old age. Neurology 66, 505-512.
• Deary, I. J., Der, G. (2005). Reaction time explains IQ’s association with death. Psychological science : a journal of the American Psychological Society / APS, 16(1), 64-9. doi: 10.1111/j.0956-7976.2005.00781.x
• Deary, I. J., Der, G., Ford, G. (2001). Reaction times and intelligence differences: a population-based cohort study. Intelligence, 29, 389 - 399.
  Deary I. J., Johnson W., & Starr, J. M. (2010). Are processing speed tasks biomarkers of cognitive aging? Psychology and aging, 25 (1), 219-28 PMID: 20230141
• Flynn, J. R. (2009). O que é inteligência? Porto Alegre: Artmed.
• Gregory, T., Nettelbeck, T., Howard, S., & Wilson, C. (2008). Inspection Time: A biomarker for cognitive decline. Intelligence, 36(6), 664-671. Elsevier Inc. doi: 10.1016/j.intell.2008.03.005.
• Penke, L., Maniega, S. M., Murray, C., Gow, A. J., Hernández, M. C. V., Clayden, J. D., et al. (2010). A general factor of brain white matter integrity predicts information processing speed in healthy older people. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 30(22), 7569-74. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1553-10.2010.
• Waiter, G. D., Fox, H. C., Murray, A. D., Starr, J. M., Staff, R. T., Bourne, V. J., et al. (2008). Is retaining the youthful functional anatomy underlying speed of information processing a signature of successful cognitive ageing? An event-related fMRI study of inspection time performance. NeuroImage, 41(2), 581-95. doi: 10.1016/j.neuroimage.2008.02.045.