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NEUROANATOMIA E NEUROFISIOLOGIA NEUROANATOMIA E NEUROFISIOLOGIA 1 1 Sumário NOSSA HISTÓRIA .................................................................................. 3 Introdução ................................................................................................ 4 Sistema Nervoso ..................................................................................... 8 Sensitivas ............................................................................................. 9 Integradoras ......................................................................................... 9 Motoras .............................................................................................. 10 Elementos do Sistema Nervoso ......................................................... 10 Tecido nervoso ............................................................................... 11 Neurônio ......................................................................................... 11 Bulbo raquidiano ............................................................................. 12 Cérebro ........................................................................................... 13 Cerebelo ......................................................................................... 13 Nervos raquidianos (nervos espinhais) ........................................... 14 Tronco encefálico ........................................................................... 15 Medula espinhal.............................................................................. 16 Hipotálamo ..................................................................................... 17 Córtex cerebral ................................................................................... 18 Áreas sensoriais primárias do córtex cerebral ................................ 18 Áreas de associação ...................................................................... 19 Localização – cérebro ..................................................................... 21 Localização no tronco encefálico – mesencéfalo ........................... 21 Patologias envolvidas dos gânglios da base ...................................... 22 Tronco encefálico, cerebelo e medula espinal ................................ 23 Cerebelo ......................................................................................... 24 2 2 Coluna vertebral e medula espinal ................................................. 25 Meninges ........................................................................................ 26 Funções da medula espinal ............................................................... 27 Lesões na medula espinal .............................................................. 27 Desenvolvimento das estruturas encefálicas ......................................... 28 Desenvolvimento encefálico ............................................................... 30 Regiões do encéfalo na vida adulta ................................................ 37 REFERÊNCIAS ..................................................................................... 40 3 3 NOSSA HISTÓRIA A nossa história inicia com a realização do sonho de um grupo de empresários, em atender à crescente demanda de alunos para cursos de Graduação e Pós-Graduação. Com isso foi criado a nossa instituição, como entidade oferecendo serviços educacionais em nível superior. A instituição tem por objetivo formar diplomados nas diferentes áreas de conhecimento, aptos para a inserção em setores profissionais e para a participação no desenvolvimento da sociedade brasileira, e colaborar na sua formação contínua. Além de promover a divulgação de conhecimentos culturais, científicos e técnicos que constituem patrimônio da humanidade e comunicar o saber através do ensino, de publicação ou outras normas de comunicação. A nossa missão é oferecer qualidade em conhecimento e cultura de forma confiável e eficiente para que o aluno tenha oportunidade de construir uma base profissional e ética. Dessa forma, conquistando o espaço de uma das instituições modelo no país na oferta de cursos, primando sempre pela inovação tecnológica, excelência no atendimento e valor do serviço oferecido. 4 4 Introdução Neuroanatomia é o ramo da ciência responsável pelo estudo de estruturas anatômicas complexas do sistema nervoso central e periférico. Esta grande área está responsável pelas delineações das regiões cerebrais bem como a diferenciação destas estruturas relacionando todo o conhecimento estrutural ao seu funcionamento. Apesar de ser uma disciplina específica, ela se origina de grandes áreas como a neurociência, que é a parte da ciência que descreve o estudo do sistema nervoso central tais como suas estruturas, funções, mecanismos moleculares, aspectos fisiológicos e responsável também por compreender as doenças do sistema nervoso. A neuroanatomia é estudada a níveis macroscópicos, ou seja, estudada em níveis visíveis ao olho nu como mostrado na figura 1, e também a níveis microscópicos, sendo necessário nestes casos, a utilização de microscopia eletrônica ou óptica (figura 2). 5 5 A neurofisiologia é um ramo da neurociência que se preocupa com a fisiologia do sistema nervoso, e é amplamente definida como o estudo da função do sistema nervoso. Neste campo, os cientistas investigam os sistemas nervoso central e periférico ao nível de órgãos inteiros, redes celulares, células isoladas ou até mesmo compartimentos subcelulares. O sistema nervoso central é dividido em dois hemisférios: o direito e o esquerdo. Pelo corte transversal, entretanto é possível identificar a substância cinzenta (CÓRTEX CEREBRAL) e a substância branca (NÚCLEOS DA BASE). No centro desta substância (cinzenta), encontra-se o canal central da medula. É importante destacar que a superfície dos hemisférios é marcada por elevações arredondadas chamadas de giros e depressões chamadas de sulcos. Em qualquer hemisfério (direito ou esquerdo), os dois sulcos mais importantes são: sulco central, que separa o lobo frontal do parietal e o sulco lateral, que separa parietal, frontal e temporal. 6 6 O Sistema Nervoso Central é dividido em quatro lobos, quais sejam: 1) Lobo frontal: representa a parte frontal do cérebro. É responsável por funções motoras e cognitivas. É subdividido em córtex pré-frontal (controla o pensamento e a linguagem, com respostas afetivas...) e córtex motor (controla a motricidade voluntária). Ainda sobre o córtex motor, é importante frisar que este não controla e coordena a motricidade involuntária, a qual ocorre em nível medular, ou seja, não possui processamento no encéfalo. 2) Lobo parietal: localizado na parte superior do cérebro. É responsável pelas sensações (tato, frio, calor...). Possui subdivisões: área somatossensorial (possibilita a percepção das sensações) e área secundária, responsável pela análise e interpretação das sensações. 3) Lobo temporal: localizado acima das orelhas, responsável pelo trato auditivo. Também se subdivide em: área primária (cóclea) e área secundária, cujas funções são a possibilidade de ouvir e de reconhecer os sons emitidos pelo ambiente. 7 7 4) Lobo occipital: localizado inferior do cérebro, responsável pelo processamento visual. Subdividido em: área primária (olhos, retina...) e área secundária, a qual possibilita o reconhecimento da visão.8 8 Sistema Nervoso Divisão do sistema nervoso Sistema nervoso é o conjunto formado por ligações de nervos e órgãos do corpo, com a função de captar informações, mensagens e demais estímulos externos, assim como também respondê-los, além de ser o responsável por comandar a execução de todos os movimentos do corpo, sejam eles voluntários ou involuntários. O sistema nervoso está organizado em sistema nervoso central, sistema nervoso periférico e sistema nervoso autônomo. Esse último está relacionado 9 9 com o controle das funções vitais do corpo humano que independem da vontade da pessoa. Entre as principais funções do sistema nervoso está o controle e comando de todos os outros sistemas fisiológicos do corpo, como o respiratório, o cardíaco, o digestivo e etc. Cabe a esse sistema atuar nas funções sensitivas, integradoras e motoras, que são aplicadas para transportar mensagens do cérebro e medula espinhal para várias partes do corpo. Sensitivas Os receptores sensitivos, também chamados de neurônios receptores ou aferentes, captam estímulos e várias informações do corpo. As funções sensoriais estão ligadas com a recepção de estímulos e informações do próprio corpo e do ambiente externo. Um arranhão, uma picada de mosquito, o aumento ou diminuição da temperatura do ambiente, uma pontada ou dor interna, tudo é captado e informado instantaneamente. Por exemplo, quando ocorre uma inflamação, ferimento ou uma simples alteração da temperatura externa, imediatamente os receptores sensitivos captam essas informações, enviando-as para o encéfalo ou medula espinhal. Integradoras Quanto às funções integradoras, no sistema nervoso os neurônios conectores efetuam a análise, processamento e armazenamento dos estímulos e informações inicialmente captadas por meio dos receptores sensitivos. Esses conectores são também responsáveis por preparar a resposta do organismo com relação à situação que está acontecendo. 1 0 10 Motoras Consiste na etapa final do sistema nervoso com relação aos estímulos. A função motora determina a resposta desse sistema, sendo realizada pelos neurônios motores. Elas correspondem ao envio da informação da ação que deve ser realizada como resposta ao estímulo ou informação recebida. Por exemplo, no caso de uma picada de mosquito, fazer com que o mosquito pare de sugar seu sangue, seja enxotando-o com a mão ou matando com um tapa. As células e órgãos efetores que permanecem em contato com os neurônios motores, são estimuladas por uma informação do cérebro e imediatamente executam uma ação diante de determinada situação. Elementos do Sistema Nervoso O sistema nervoso é formado por diversos elementos que desempenham papéis específicos. Esses elementos são: Tecido nervoso Neurônio Bulbo raquidiano Cérebro Cerebelo Nervos raquidianos Tronco encefálico Medula espinhal Hipotálamo 1 1 11 Tecido nervoso No sistema nervoso, esse tecido de comunicação atua na recepção, interpretação e resposta aos estímulos recebidos, sendo que as células do tecido nervoso são extremamente especializadas quanto ao processamento de informações. Na composição do tecido nervoso, além dos elementos conjuntivos, estão dois tipos de células: as nervosas (neurônios) e as de neuroglia (célula glia). A principal função do tecido nervoso é estabelecer uma comunicação altamente rápida e eficaz entre os órgãos do corpo e o ambiente (meio externo). Neurônio No sistema nervoso, os neurônios têm como função central conduzir os impulsos nervosos. Ainda que essas células não sejam as únicas do sistema nervoso, elas são lembradas por serem as mais conhecidas. Uma célula nervosa possui diversos prolongamentos, sendo que o conjunto composto por essa célula e prolongamentos recebe o nome de neurônio. Os elementos básicos de um neurônio são o corpo celular, os dendritos e o axônio. 1 2 12 No espaço existente entre um neurônio e outra célula, há uma junção chamada de sinapse. É exatamente nesses locais que são inseridos os neurotransmissores que transportam as informações de um neurônio para outra célula. Bulbo raquidiano Na estrutura do sistema nervoso, o bulbo raquidiano tem como função conduzir os impulsos nervosos. Esse elemento do sistema nervoso está conectado de forma direta à medula espinhal, sendo a porção inferior do tronco encefálico. 1 3 13 Cérebro No sistema nervoso, o cérebro é sem dúvida o órgão mais importante, essencial para a vida humana. Esse minucioso “computador” fica situado na caixa craniana. É para o cérebro que são enviadas todas as informações que recebemos. Esse complexo órgão responde somente por 2% do total da massa corporal. No entanto, o cérebro consome mais de 20% de todo oxigênio do corpo e é responsável pelo controle de atividades como: Movimento; Sono; Fome; Sensações; Memória; Fala; Sede etc. O cérebro também atua no controle de emoções como, por exemplo, amor, ódio, medo, ira, alegria, tristeza etc. O cérebro pesa em torno de 1,5 kg, atuando nas interpretações do mundo exterior e também abriga a essência da mente humana. Cerebelo No sistema nervoso, o cerebelo é a região do cérebro que abriga metade dos neurônios. O cerebelo recebe impulsos de várias regiões do corpo e estabelece uma conexão entre o tronco encefálico e o córtex cerebral. 1 4 14 O cerebelo, além de ser determinante para o equilíbrio corporal, atua no recebimento de inúmeros estímulos de músculos e tendões e também desempenha o papel de controlar as funções motoras. Dessa forma, essa importante região do cérebro é fundamental para o desempenho adequado dos movimentos voluntários, aprendizagem motora, audição, tato e visão. Nervos raquidianos (nervos espinhais) Os chamados nervos raquidianos apresentam função mista. Isso significa que eles atuam nas questões motoras ao transmitirem mensagens dos centros nervosos para os órgãos e também agem nas questões sensitivas, enviando estímulos dos órgãos para os centros nervosos. 1 5 15 Os nervos raquidianos se originam na medula espinhal e são compostos por 31 pares: 5 pares de nervos sacrais 8 pares de nervos cervicais 1 par de nervo coccígeo 5 pares de nervos lombares 12 pares de nervos torácicos Tronco encefálico No sistema nervoso, o tronco encefálico abriga um imenso conjunto de corpos de neurônios agrupados em fibras nervosas e núcleos. Esse tronco está ligado à coluna espinhal e atua no recebimento de informações sensitivas de estruturas cranianas. Uma das funções essenciais do tronco encefálico é controlar os músculos localizados na cabeça, já que ele abriga circuitos nervosos capazes de transmitir informações da medula espinhal para as estruturas encefálicas, assim como nas direções contrárias. 1 6 16 No sistema nervoso, outra das funções primordiais do tronco encefálico é equilibrar a respiração, temperatura corporal, capacidade de atenção e estado de alerta consciente. Medula espinhal Na estrutura do sistema nervoso, a medula espinhal consiste em um cordão cilíndrico formado por células nervosas, sendo esse cordão situado no canal interno das vértebras. 1 7 17 A medula espinhal exerce o papel de propiciar a comunicação entre o corpo e o sistema nervoso, atuando também nos reflexos e preservando o corpo em ocorrências de emergências (que geralmenteexigem uma rápida resposta). Ainda que a medula espinhal muitas vezes seja confundida com a medula óssea, é preciso ter claro a diferenciação entre elas. Enquanto que a medula óssea é responsável pela produção de células sanguíneas, a medula espinhal integra o sistema nervoso central. Hipotálamo O hipotálamo, que apresenta o tamanho aproximado de uma amêndoa, é o grande responsável por coordenar a maior parte das funções endócrinas. Isso significa que o hipotálamo exerce um papel direto no desempenho da hipófise e também atua de forma indireta sobre outras glândulas, tais como tireoide, adrenais, gônadas sexuais e mamárias. O hipotálamo fica situado na região da base do encéfalo, logo abaixo do tálamo e acima da hipófise. O hipotálamo também atua na regulação de funções como apetite, sede, sono, temperatura corporal e atividades do sistema nervoso autônomo. 1 8 18 Córtex cerebral É também conhecido como a substância cinzenta do cérebro, a qual corresponde a camada mais externa do cérebro de vertebrados. É formado por seis camadas de células nervosas, que comunicam as diferentes áreas corticais entre si e também comunica o córtex com as demais estruturas do SN. Áreas sensoriais primárias do córtex cerebral 1) Córtex somatossensorial: recebem fibras que trazem impulsos nervosos relacionados à temperatura, dor, pressão, tato e propriocepção. Localização: lobo parietal. 2) Córtex visual: seus neurônios fazem distinções necessárias para uma melhor visão. Através da retina, processam os dados visuais que recebem do exterior. Localização: lobo occipital. 3) Córtex auditivo: fornece a percepção consciente da intensidade dos sons e permite o reconhecimento da audição. Localização: lobo temporal. 4) Córtex vestibular: recebe informações referentes aos movimentos da cabeça e a posição desta com relação a gravidade, por intermédio da via 1 9 19 vestibulotalamocortical. Relaciona-se ao equilíbrio. Localização: lobo parietal, área pré-frontal. 5) Áreas motoras primárias do córtex cerebral: trato corticoespinal. Áreas de associação São responsáveis pelo controle do comportamento, interpretação das sensações e processamento de emoções, memória, consciência e planejamento. Não há relação direta com a motricidade ou sensibilidade. Correspondem às demais áreas do córtex cerebral. Além do mais, no sistema nervoso há também a necessidade do estudo de uma estrutura denominada como telencéfalo, o qual é formado pelos dois hemisférios cerebrais, que são incompletamente separados pela fissura longitudinal do cérebro, cujo principal assoalho é formado pelo corpo caloso, pela 2 0 20 lâmina terminal e comissura anterior, que formam a parede anterior do III ventrículo. No telencéfalo, também há a separação por sulcos e lobos, quais sejam: 1) Sulco lateral ou de sylvius: separa o lobo frontal do temporal; 2) Sulco central ou de rolando: separa o lobo frontal do parietal, cujas margens são o giro pré-central e o pós-central. Corpo caloso: é responsável pela comunicação entre os hemisférios direito e esquerdo, permite a transferência de informações entre um hemisfério e outro, fazendo com que eles atuem harmonicamente. Há um distúrbio, o qual é chamado de agenesia do corpo caloso, em o corpo caloso de um indivíduo não se desenvolve corretamente no período embrionário (12-20° semana), ocasionando diversos problemas ao paciente diagnosticado. Sintomas: epilepsia, atraso no desenvolvimento psicomotor, síndrome de desconexão cerebral, cefaléia, hipotonia, déficit mental variável. Fórnix: liga o córtex do hipocampo ao corpo mamilar. Une as memórias às emoções. Septo pelúcido: participa dos processos cognitivos. Localizado entre o corpo caloso e o fórnix, separa os dois ventrículos laterais. 2 1 21 Núcleos (gânglios) da base: regulam a contração muscular, força muscular, movimentos das articulações e as sequências de movimentos. Está associado ao córtex cerebral e ao sistema motor corticoespinal. Envolvidos em habilidades automáticas, repetitivas e aprendidas (tocar piano, aprender uma nova língua...). Participam do planejamento e da execução de estratégias motoras complexas. Controlam a intensidade dos movimentos, direção e sequência de movimentos. Participam de funções cognitivas (memória operacional, atenção, habilidade para mudança comportamental, motivação). Os núcleos da base são subdivididos em: Localização – cérebro • Núcleo caudado: é alongado e se relaciona em toda a sua extensão com as paredes dos ventrículos laterais; • Núcleo Putâmen; • Globo Pálido. • Núcleo accumbens: localiza-se entre o putâmen e a cabeça do núcleo caudado. Localização no tronco encefálico – mesencéfalo • Núcleo subtalâmico; • Substância negra. 2 2 22 Patologias envolvidas dos gânglios da base a) Doença de Parkinson (distúrbio hipocinético): morte de neurônios dopaminérgicos na substância negra compacta e no núcleo pedunculopontino. É caracterizada pela rigidez muscular, marcha arrastada, postura encurvada. Tronco encefálico. Etiologia: estresse oxidativo, disfunção mitocondrial e morte celular programada. b) Doença de Huntington (distúrbio hipercinéticos): doença neurodegenerativa, movimentos excessivos. Ainda, para um processamento mais completo de todas as informações que permeiam nosso dia-a-dia, também há uma estrutura denominada como diencéfalo, sendo que este é único e mediado, encoberto pelo telencéfalo e dividido em: a) tálamo; b) hipotálamo; c) epitálamo e; d) subtálamo. Serão explicadas abaixo. a) Tálamo: relaciona-se com funções de sensibilidade (exceto olfatória), além de motricidade e comportamento emocional. É subdividido em: 2 3 23 b) Hipotálamo: localiza-se abaixo do tálamo e se relaciona com as funções associadas ao comportamento visceral, através da regulação da hipófise e por conexões com o córtex, sistema límbico, tronco encefálico e medula espinal. c) Epitálamo: é a estrutura mais evidente da glândula pineal, ajudando na regulação do ritmo circadiano e influenciando na secreção das glândulas: hipófise, suprarrenal, paratireodes e ilhota de langerhans. d) Subtálamo: localiza-se abaixo do tálamo, entre a cápsula interna e o hipotálamo. Relaciona-se ao controle dos movimentos através do núcleo da base, facilitando a saída de impulsos dos núcleos da base. Tronco encefálico, cerebelo e medula espinal O tronco encefálico localiza-se entre a medula e o diencéfalo, ventralmente ao cerebelo e contém núcleos de substância cinzenta (tratos de substância branca). Pode ser dividido em bulbo, mesencéfalo e ponte. Quase totalmente intracraniano (apenas uma porção do bulbo é exocraniana). Cada uma de suas divisões será detalhada abaixo: a) Bulbo raquidiano ou medula oblonga: estende-se inferiormente da medula espinal e superiormente com a ponte. É responsável por: coordenar o controle respiratório e o cardiovascular, centro do vômito, deglutição, fala, movimento dos olhos e da cabeça, secreção lagrimal. 2 4 24 b) Ponte: localizada entre o bulbo raquidiano e o mesencéfalo. Porção posterior tem como limite o quarto ventrículo. É responsável pelo tráfego de informações sensoriomotoras. c) Mesencéfalo: conecta-se com o diencéfalo e a ponte. Pode ser dividido em três regiões: base dos pendúculos (tratos motores, núcleos reticulares e subs. Negra); tegmento do mesencéfalo (trato sensitivos; núcleo pedunculopontino) e teto do mesencéfalo (área pré-tectal e colículos – auditiva/movimentos da cabeça).Cerebelo É um órgão essencialmente relacionado às funções motoras, como equilíbrio, coordenação do movimento e tônus muscular. A camada mais externa do cerebelo (substância cinzenta ou córtex cerebelar) consiste em três camadas corticais (interneurônios ou células granulosas, células de purkinje e células de golgi). É responsável pela motricidade fina e grossa Indivíduos saudáveis geralmente contraem os agonistas com mais força e os antagonistas com menos força, resultando em movimentos mais suaves e eficazes. 2 5 25 Coluna vertebral e medula espinal A medula possui forma cilíndrica, achatada no sentido anteroposterior e tem calibre irregular. Composta por 33 vértebras. Ao corte transversal, é possível identificar a substância cinzenta (internamente) e a substância branca (externamente), a primeira tem a forma de um H e possui colunas anterior, posterior e lateral. A substância branca é dividida em: funículo anterior, funículo lateral e funículo posterior. Da medula espinal saem os nervos espinais que inervam o tronco, braços, pernas e parte da cabeça: 2 6 26 a) Raiz vental (anterior ou motora): contém axônios motores que enviam informações à periferia através de pequenos grupos (RADÍCULAS) que saem da medula espinal; b) Raíz dorsal (posterior ou sensitiva): contém axônios sensoriais que trazem informações (dor, pressão, tato, propriocepção, temperatura) e penetram na medula por intermédio das radículas. Meninges Assim como o encéfalo, a medula encontra-se envolvida por meninges. É revestida por camadas, quais sejam: a) Dura-máter: meninge mais externa, resistente e espessa; b) Espaço subdural: entre a dura-máter e a aracnóide; c) Aracnóide: entre a pia mater e a dura mater; d) Pia-máter: camada mais interna. Os axônios que começam e terminam na medula são chamados de proprioespinais. 2 7 27 Miótomo são os músculos inervados por um único nervo espinal ou segmento espinal, enquanto o dermátomo é uma área da pele inervada por um único nervo espinal ou segmento espinal. Funções da medula espinal • Trocar informações com outros segmentos medulares (comunicação encéfalo – restante do corpo); • Os axônios que levam informações sensitivas entram pelo bulbo e não fazem sinapse na medula; • todos os outros tratos (axônios do snc) fazem sinapse na medula e estão sujeitos a processamentos e modificações dentro da medula espinal. Lesões na medula espinal • Lesão na cervical: tetraplegia. A tetraplegia é dividida em dois níveis: a) Tetraplegia completa: comprometimento dos quatro membros e/ou respiração, a comunicação entre o cérebro e o restante do corpo é interrompida abaixo do nível da lesão; b) Tetraplegia incompleta: a medula espinal é parcialmente lesionada, preservando-se algumas sensações e os movimentos sacrais. • Lesão abaixo da cervical: paraplegia. A paraplegia também se subdivide em dois níveis: a) Paraplegia completa: membros superiores têm suas funções preservadas, mas os membros inferiores não apresentam movimentos; 2 8 28 b) Paraplegia incompleta: membros inferiores apresentam alguns movimentos, mas sem força suficiente que permita que a pessoa ande, existe contração voluntária da musculatura esfincteriana. • Mirlomeningocele: é a falha no fechamento do tubo neural, o qual é necessário no período gestacional para proteger a medula espinal. A região lombar ou torácica da medula fica exposta, causando uma lesão que se equivale a lesões medulares adquiridas durante um trauma. • Esclerose múltipla: ocorre a desmielinização dos axônios do SNC. Fraqueza e ataxia dos membros inferiores. Desenvolvimento das estruturas encefálicas As diversas estruturas do encéfalo trabalham juntas para garantir o funcionamento adequado do organismo e, consequentemente, a nossa sobrevivência. O encéfalo é uma porção extremamente complexa do Sistema Nervoso Central (SNC) e ocupa o interior da caixa craniana. Está relacionado com atividades desde a razão e a inteligência até o controle da temperatura corporal e pressão sanguínea. Diferentemente do que muitos pensam, o encéfalo não é constituído apenas pelo cérebro, sendo essa apenas uma de suas partes. Assim sendo, cérebro e encéfalo não são palavras que podem ser usadas como sinônimos. Cérebro: Parte mais desenvolvida do encéfalo humano, representa cerca de 78% do peso dessa estrutura. Destaca-se por suas pregas, sulcos e depressões característicos. O cérebro é formado por duas porções: o hemisfério direito e o esquerdo, que estão conectados pelo corpo caloso. A porção mais externa do cérebro é o córtex cerebral, que é formado por corpos celulares de neurônios e apresenta coloração escura (substância cinzenta). Já a região mais interna apresenta coloração mais clara (substância branca) e é constituída por 2 9 29 dendritos e axônios. O cérebro está relacionado, entre outras funções, com atividades sensoriais, movimentos, aprendizado, percepção, inteligência e memória. Mesencéfalo: Parte do encéfalo relacionada com o tônus muscular e a postura corporal. Além disso, desempenha importante papel na coordenação de reflexos visuais e na integração de informações sensoriais. Cerebelo: Localizado entre a parte posterior do cérebro e a ponte, é responsável por coordenar movimentos, garantir a postura corporal e desenvolver habilidades motoras. Ponte: Formado por fibras nervosas que conectam várias partes do encéfalo, apresenta como principal função a transferência de informações. Bulbo Raquidiano: Essa estrutura, que é a última porção do encéfalo, controla o batimento cardíaco e a respiração. Além disso, atua em reflexos de deglutição, vômito e tosse. Tálamo: Região localizada logo abaixo do cérebro que recebe mensagens sensoriais, com exceção das do olfato. O papel principal do tálamo é classificar o estímulo e enviá-lo para o local apropriado de processamento. Hipotálamo: É uma pequena estrutura que está relacionada com a temperatura do corpo e com o relógio biológico. Relaciona-se também com a fome, sede e comportamento sexual. O encéfalo é protegido pelos ossos do crânio e por membranas de tecido conjuntivo. Essas membranas são denominadas de meninges e separam o encéfalo da caixa craniana. As meninges são três: dura-máter, aracnoide e pia- máter. A dura-máter é a mais externa, e a pia-máter, a mais interna. A membrana dura-máter e a aracnoide são separadas por um espaço denominado de subdural. Já a aracnoide e a pia-máter são separadas pelo espaço subaracnóideo, no qual circula o líquido cerebrospinal ou cefalorraquidiano. 3 0 30 Desenvolvimento encefálico O nosso sistema nervoso central é formado pelo encéfalo e pela medula espinhal. O encéfalo está localizado no interior da caixa craniana, sendo chamado erroneamente de cérebro. O SNC origina do tubo neural. Este é uma estrutura embrionária. Durante a gestação humana, o tubo neural na sua extremidade cranial dá origem a três dilatações, denominadas vesículas primordiais, que são o procencéfalo, mesencéfalo e o rombencéfalo. O restante do tubo forma a medula espinhal. O encéfalo tem sua origem ainda na fase embrionária, sendo formado a partir do tubo nervoso. É possível perceber, na região anterior do tubo, três regiões distintas chamadas de: prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo. Durante o desenvolvimento embrionário, o prosencéfalo diferencia-se em telencéfalo e diencéfalo, enquanto o rombencéfalo diferencia-se em metencéfalo e no mielencéfalo. Apenas o mesencéfalo não apresenta diferenciação. A partir dessas cinco regiões, todo o encéfaloserá formado. 3 1 31 A cavidade cranial ou luz do tubo neural existente nas vesículas primordiais formam o sistema ventricular do encéfalo. É importante já deixar claro que, a cavidade caudal forma o canal central da medula espinhal. O prosencéfalo com o passar do desenvolvimento aumentam lateralmente e originam duas vesículas, o telencéfalo e o diencéfalo. A luz acompanha este aumento. O mesencéfalo desenvolve sem se dividir e a luz permanece como um canal estreitado. O rombencéfalo subdivide-se em metencéfalo e mielencéfalo. Neste último a luz também dilata acompanhando a vesícula. 3 2 32 Desenvolvimento das vesículas encefálicas primárias A partir das transformações das vesículas primordiais, originam-se as partes mais importantes do SNC. Do telencéfalo e diencéfalo origina-se o 3 3 33 cérebro. Sendo que os hemisférios cerebrais são de origem do telencéfalo. O mesencéfalo permanece com a mesma denominação, como uma parte do SNC. O metencéfalo origina o cerebelo e a ponte. O mielencéfalo origina o bulbo. O restante do tubo origina a medula primitiva e esta a medula espinhal. O mesencéfalo, a ponte e o bulbo constituem o tronco encefálico. O encéfalo não apenas cresce, ele se desenvolve em uma sequência muito bem orquestrada. Muitos neurônios são criados em zonas especiais que contêm células-tronco, e então migram pelo tecido para chegarem a sua localização final. No córtex, por exemplo, o primeiro estágio de desenvolvimento é a formação de uma "plataforma" por um grupo especial de células gliais, chamadas glia radiais, que projetam fibras verticalmente através do córtex. Os neurônios corticais novos são criados na base do córtex, então "escalam" estas fibras radiais até chegarem às camadas que estão destinados a ocupar enquanto adultos. Uma vez em seu lugar, o neurônio começa a estender dendritos e um axônio a seu redor. Os axônios, por geralmente se estenderem a grande distância do corpo celular e terem de fazer contato com alvos específicos, crescem de modo particularmente complexo. A ponta de um axônio 3 4 34 em crescimento consiste de uma bolha de protoplasma chamada "cone de crescimento", repleta de receptores químicos. Estes receptores sentem o ambiente local, fazendo o cone de crescimento ser atraído ou repelido por vários elementos celulares, sendo atraído a uma direção em particular em cada ponto de seu trajeto. O resultado deste processo de direcionamento é que o cone de crescimento navega através do cérebro até atingir sua área de destino, onde outros indicadores químicos o fazem iniciar a formação de sinapses. Levando em conta todo o encéfalo, muitos milhares de genes dão origem a proteínas que influenciam o direcionamento do axônio. Entretanto, a rede sináptica que se forma é apenas parcialmente determinada pelos genes. Em muitas partes do encéfalo, há inicialmente um "supercrescimento" de axônios, que então são "ceifados" por mecanismos que dependem da atividade neural. Na projeção do olho para o mesencéfalo, por 3 5 35 exemplo, a estrutura adulta apresenta uma organização muito precisa, conectando cada ponto da superfície da retina a um ponto correspondente numa camada mesencefálica. Nos primeiros estágios de desenvolvimento, cada axônio da retina é guiado para a região correta do mesencéfalo por indicadores químicos, mas então se ramifica profusamente e faz contato inicial com um amplo feixe de neurônios do mesencéfalo. A retina, antes do nascimento, possui mecanismos especiais que a fazem gerar ondas de atividade que se originam em algum ponto e se propagam lentamente pela superfície retinal. Estas ondas são úteis por ativarem ao mesmo tempo os neurônios vizinhos: quer dizer, elas produzem um padrão de atividade neural que contém informação sobre o arranjo espacial dos neurônios. Esta informação é utilizada no mesencéfalo por um mecanismo que faz as sinapses enfraquecerem, e finalmente desaparecerem, se a atividade em um axônio não for seguida pela ativação da célula-alvo. O resultado deste processo sofisticado é a gradual afinação e consolidação do sistema, até adquirir a forma final adulta. Processos semelhantes têm lugar em outras áreas do cérebro: uma matriz sináptica inicial é gerada, resultado do direcionamento químico geneticamente determinado, mas então é gradualmente refinada por mecanismos dependentes da atividade, parte controlada pela dinâmica interna, e parte por estímulos sensórios externos. Em alguns casos, assim como no sistema retina- mesencéfalo, os padrões de atividade dependem de mecanismos que operam apenas no cérebro em desenvolvimento, e aparentemente existem somente com o fim de guiar o desenvolvimento. No ser humano e em muitos outros mamíferos, novos neurônios são criados principalmente antes do nascimento, e o cérebro infantil contém número significativamente maior do que o adulto. Há entretanto umas poucas áreas onde novos neurônios continuam a ser criados durante a vida. As duas áreas para as quais o fato é pacífico são o bulbo olfatório e o giro dentado do hipocampo, onde há evidências de que novos neurônios estão envolvidos no armazenamento de memórias recentes. Com estas exceções, entretanto, o conjunto dos neurônios que estão presentes na primeira infância é o mesmo para o resto da vida. 3 6 36 (Células gliais são diferentes: assim como a maioria dos tipos de células do corpo, estas se reproduzem ao longo da vida). Apesar de o conjunto de neurônios já estar praticamente todo no lugar quando do nascimento, suas conexões axonais continuam a se desenvolver ainda por longo tempo. No ser humano, a mielinação não está completada até a adolescência. Desenvolvimento encefálico 3 7 37 Regiões do encéfalo na vida adulta - Cérebro: O cérebro é formado a partir do telencéfalo e constitui a parte mais desenvolvida do encéfalo. Muitas pessoas costumam usar de maneira errônea os dois termos como sinônimos. Uma característica marcante do cérebro é a presença de várias pregas que são conhecidas como giro ou circunvoluções. O cérebro é dividido quase que completamente em dois hemisférios, que são unidos por uma estrutura denominada corpo caloso. Cada hemisfério é dividido em quatro lobos, que recebem o nome dos ossos do crânio localizados acima dele. Sendo assim, temos os lobos frontal, parietal, temporal e occipital. A região do córtex (camada mais externa) é formada por corpos celulares, o que proporciona uma cor mais cinzenta a essa região. Já a região mais interna 3 8 38 do cérebro é constituída pelos axônios, o que lhes confere uma coloração mais clara em virtude da presença do estrato mielínico. Essa porção do encéfalo é a encarregada de controlar as atividades motoras dos órgãos dos sentidos, além de estar relacionada à memória, capacidade cognitiva, linguagem, razão e emoções. -Tálamo- São duas estruturas originadas do diencéfalo, constituídas por substância cinzenta. Estão localizadas logo abaixo do corpo caloso. Sua função principal é transmitir as mensagens dos órgãos do sentido (exceto órgãos do olfato) até o córtex cerebral. -Hipotálamo- Região também originada do diencéfalo que está relacionada, entre outras funções, à regulação da temperatura do nosso corpo, fome, sede, concentração, funções endócrinas, comportamento sexual e respostas do sistema nervoso autônomo. O hipotálamo está localizado logo abaixo do tálamo. 3 9 39 -Mesencéfalo- Conhecido também como encéfalo médio, essa regiãoé relacionada à postura corporal, atividade motora, movimentos de busca dos olhos, entre outras funções. -Cerebelo- O cerebelo é uma região originada do metencéfalo e localizada na fossa craniana posterior. Possui uma forma ovalada, sendo que na região central ocorre uma constrição. Sua principal função é ajudar na coordenação dos movimentos e equilíbrio do corpo. -Ponte- Estrutura originada do metencéfalo, formada principalmente de substância branca. Essa estrutura faz uma conexão com diversas partes do encéfalo. A ponte participa de algumas funções do bulbo. -Bulbo- Originado do mielencéfalo, o bulbo é uma região contínua da medula espinhal. São importantes na coordenação de reflexos de tosse, espirro, salivação e deglutição. Além disso, controlam funções vitais como batimento cardíaco, respiração e pressão arterial. Houve longo debate sobre se as características da mente, personalidade e inteligência podem ser atribuídas à hereditariedade ou à criação; o debate "inato ou adquirido". Não é uma questão apenas filosófica: ela assume grande relevância prática para pais e educadores. Apesar de muitos detalhes ainda precisarem ser esclarecidos, a neurociência mostra claramente que ambos fatores são essenciais. Os genes determinam a forma geral do encéfalo, e determinam como o encéfalo reage à experiência. A experiência, entretanto, é necessária para refinar a matriz de conexões sinápticas. Em alguns aspectos, esta (a matriz) é em grande parte uma questão de presença ou ausência de experiência durante períodos críticos de desenvolvimento. Em outros aspectos, a quantidade e a qualidade da experiência pode ser mais relevante: por exemplo, há evidências substanciais de que animais criados em ambientes ricos (riqueza de estímulos) têm córtex mais espesso do que animais cujos níveis de estimulação são restritos. 4 0 40 REFERÊNCIAS ARAÚJO, Aloisio. Aprendizagem infantil: uma abordagem da neurociência, economia e psicologia cognitiva. Academia Brasileira de Ciências, 2011. BEAR, Mark F.; CONNORS, Barry W.; PARADISO, Michael A. Neurociências: desvendando o sistema nervoso. 2. ed. Porto Alegre: Artmed, 2002. BRITO, Denise Brandão de Oliveira e.Retardo de Aquisição de Linguagem. Disponível em: <http://www.denisebrandao.hpg.ig.com.br/index.html>. BUCHWEITZ, Augusto. Desenvolvimento da linguagem e da leitura no cérebro atualmente: neuromarcadores e o caso de predição. J. Pediatr. 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