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SP01 - “ Precisam� dormir…” 1) Reconhecer as funções das áreas encefálicas relacionadas aos comportamentos emocionais e funções vegetativas e superiores do sistema nervoso central. CÓRTEX CEREBRAL O córtex cerebral atua como um centro integrador para a informação sensorial e como uma região de tomada de decisões para muitas respostas motoras. Do ponto de vista funcional é dividido em: ❖ Áreas sensoriais: que recebem estímulos sensoriais e os traduzem em percepção (consciência). ❖ Áreas motoras: que direcionam o movimento do músculo esquelético; ❖ Áreas de associação : que integram informações das áreas sensoriais e motoras, podendo direcionar comportamentos voluntários. Ele possui ainda um papel central em funções cognitivas superiores, como a tomada de decisões, a motivação, a atenção, a aprendizagem, a memória, a solução de problemas e a capacidade de abstração. A informação que transita por uma via é geralmente processada em mais de uma dessas áreas. Por isso é importante dizer que as áreas funcionais do córtex não necessariamente correspondem aos lobos anatômicos do encéfalo. Dessa forma ocorre uma lateralização cerebral no qual cada lobo tem funções especiais não compartilhadas com o lobo correspondente do lado oposto. Como por exemplo, a linguagem e as habilidades verbais tendem a estar concentradas no lado esquerdo, e as habilidades espaciais do lado direito. Apesar dessas generalizações, as conexões neurais do cérebro exibem um certo grau de plasticidade, no qual regiões do córtex que antes era destinada a controlar uma região específica, na ausência dessa região, passa a controlar outra área. O córtex somatossensorial primário no lobo parietal é o ponto de chegada de vias oriundas da pele, do sistema musculoesquelético e das vísceras. As vias somatossensoriais conduzem informações sobre tato, temperatura, dor, coceira e posição do corpo. O córtex visual, localizado no lobo occipital, recebe informações dos olhos . O córtex auditivo, localizado no lobo temporal, recebe informações das orelhas. O córtex olfatório, uma pequena região do lobo temporal, recebe aferências dos quimiorreceptores do nariz. O córtex gustatório , mais profundamente no hemisfério perto da borda do lobo frontal , recebe informações sensoriais dos botões gustativos. O lobo frontal tem numerosas funções. Ele está associado a funções cognitivas superiores, como tomar decisões, motivação, resolução de problemas, planejamento, e atenção. Essas funções são desempenhadas principalmente pelo córtex pré-frontal do lobo frontal. Ele também contém o córtex motor, que é responsável por planejar e coordenar movimentos voluntários. Por fim, o lobo frontal contém a área de Broca, essencial para o componente motor da fala. HIPOTÁLAMO O hipotálamo situa-se abaixo do tálamo, ao longo das paredes do 3 ventrículo, e está conectado pelo infundíbulo com a glândula hipófise. Atrás do infundíbulo fica uma pequena elevação que é o túber cinéreo, e a seguir duas saliências que são os corpos mamilares. O hipotálamo vai integrar as respostas somáticas e viscerais de acordo com as necessidades do encéfalo. O hipotálamo é constituído por numerosos núcleos e áreas que são responsáveis por diversas funções fisiológicas. ❖ Cada lado do hipotálamo é dividido em 3 zonas funcionais: lateral, medial e periventricular. ➔ As zonas lateral e medial apresentam conexões com o tronco e o telencéfalo e regulam certos tipos de comportamento. ➔ A zona periventricular contém células próximas à parede do terceiro ventrículo, por isso é chamado assim. Dentro desta zona existe uma complexa mistura de neurônios com várias funções. Um grupo de células constituem o Núcleo supraquiasmático, que se situa acima do quiasma óptico. Essas células recebem inervação direta da retina, com a função d e sincronizar com os ritmos circadianos no ciclo claro-escuro. Outras células dessa zona controlam o SNV e regulam e oferecem as simpáticas e parassimpáticas para os órgãos viscerais. Já as células do grupo de neurônios neurossecretores estendem axônios em direção à haste hipofisária. FUNÇÕES DO HIPOTÁLAMO As funções do hipotálamo estão relacionadas diretamente com a homeostasia, ou seja, manutenção do equilíbrio do meio interno . Para isso, ele tem um papel regulador sobre o SNA e o sistema endócrino , controlando vários mecanismos importantes para a sobrevivência do indivíduo como: fome, sede, sexo. 1. Controle do SNA → O hipotálamo é o principal centro de regulação do SNA, no qual sua parte anterior é a principal responsável por controlar o sistema parassimpático, enquanto que a parte posterior regula o sistema simpático. 2. Regulação da Temperatura Corporal → A capacidade de regular a temperatura corporal é realizada pelo hipotálamo. Este é informado por meio de termorreceptores periféricos e por neurônios localizados na parte anterior que funcionam como termorreceptores. O centro da perda de calor está situado no hipotálamo anterior , desencadeando vasodilatação periférica e sudorese, que resulta na perda de calor. Já o centro d e conservação do calor, está situado no hipotálamo posterior, que por meio de estímulos resulta na vasoconstrição periférica, calafrios para conservar o calor. 3. Regulação do comportamento emocional → O hipotálamo, junto com o sistema límbico e a área pré-frontal, tem papel importante na regulação dos processos emocionais, como raiva, medo e prazer. 4. Regulação da ingestão de alimentos → O hipotálamo possui um centro de fome localizado no hipotálamo lateral e um centro de saciedade no núcleo medial. 5. Regulação da ingestão de água → O centro de sede está localizado na área lateral do hipotálamo. 6. Geração e Regulação de ritmos circadianos → O principal marcapasso circadiano situa-se no núcleo supraquiasmático do hipotálamo, que recebe informações sobre a luminosidade. 7. Regulação do Sistema endócrino CONTROLE HIPOTALÂMICO NA HIPÓFISE POSTERIOR O sistema de célula as neurossecretoras magnocelulares, que estão nos núcleos supra-ópticos e paraventriculares , emitem axônios que contornam o quiasma óptico, descem pelo pedúnculo da hipófise e chegam ao lobo posterior da hipófise. Essas células liberam dois neuro-hormônios na corrente sanguínea, que é a Ocitocina e Vasopressina. ★ A ocitocina: promove a contração do útero e facilita o parto do recém-nascido. Além disso, ela também estimula a ejeção de leite nas mamas. Essa liberação de ocitocina pode ser estimulada por sensações somáticas como a sucção que o bebê, ou por um estímulo visual ou auditivo, que vai chegar no córtex através do tálamo e estimular o hipotálamo a liberar ocitocina. ★ A vasopressina: é também conhecida como o hormônio antidiurético (ADH) e vai regular os níveis volumétricos e de concentração salina no sangue. Portanto, quando o volume sanguíneo ou a pressão diminui, o rim secreta renina na corrente sanguínea, que vai promover a síntese da angiotensina II, que excitam neurônios do órgão subfornical (parte do telencéfalo que não possui BHE). As células do órgão subfornical projetam axônios para o hipotálamo, onde ativa células produtoras de vasopressina. CONTROLE HIPOTALÂMICO NA HIPÓFISE ANTERIOR O lobo anterior da hipófise é uma glândula , que secreta uma ampla variedade de hormônios. Esse lobo está sob controle de neurônios na área periventricular, chamados de células neurossecretoras parvocelulares. Esses neurônios, comunicam-se com seus alvos por meio da corrente sanguínea, liberando hormônios hipófise tropicais, em um leito capilar único que se ramifica no lobo anterior. Essa rede de vasos é chamada de circulação portal hipotálamo-hipofisária. Esses hormônios viajam pela corrente sanguínea até ligarem-se a receptores na superfície das células hipofisárias, a fim de que estas inibam ou secretam hormônios para a circulação em geral. FOTO 01. ❖ Funções do tálamo: O tálamo possui uma série de funções importantes vitais para as pessoas, este se encarrega do processamento da informação motora e sensorial proveniente dos estímulos do corpohumano. Entre as funções do tálamo encontramos: ➔ Integração de informação sensorial: o tálamo se encarrega de unificar os estímulos relacionados à visão, a audição, o tato e o paladar. No entanto, não faz parte do processamento de estímulos olfativos, já que ali participa o sistema olfativo. ➔ Regulação do ciclo do sono: outra função do tálamo é incidir à hora de conciliar o sono e intervém na manutenção do estado de vigília. Algo que também faz o hipotálamo. ➔ Manutenção da atenção: foi descoberto que o tálamo tem um papel importante na capacidade de concentração de uma pessoa. Isto permite que o ser humano possa captar informação que se encontra dentro de seu entorno e ingressá-la ao sistema nervoso central para decodificá-la. ➔ Regulação das emoções: existe uma série de circuitos neuronais que se encarregam de transmitir diversos sinais nervosos na forma de mensagens. Sob estas circunstâncias, os impulsos elétricos que possuem mensagens relacionadas às emoções são elaborados pelo tálamo. A estrutura principal implicada nas emoções é a amígdala cerebral. ➔ Incidência na memória: a capacidade do ser humano de armazenar recordações a curto, médio e longo prazo é regulada por vários órgãos que se encontram dentro do sistema nervoso central. Neste aspecto, podemos destacar o tálamo como um dos mais importantes para que a informação sensorial possa ser localizada de modo correto. Conheça aqui os tipos de memória. ➔ Ordenamento de impulsos motores: outra característica que destaca a funcionalidade do tálamo consiste na colaboração com diferentes circuitos de neurônios orientados à coordenação motora. Por este motivo, a possibilidade de nos movermos é regulada pelo tálamo em grande parte. 2) Descrever o sistema límbico, suas estruturas e suas funções. SISTEMA LÍMBICO ★ É um grupo de estruturas responsáveis pela sensação e pela expressão da emoção; ★ O sistema límbico é considerado o epicentro da expressão emocional e comportamental. ★ A principal parte do sistema límbico é o hipotálamo, com suas estruturas relacionadas. ★ Além de suas funções no controle comportamental, essas áreas controlam muitas condições internas do organismo, como temperatura corporal, osmolaridade dos líquidos corporais e impulsos para comer, beber e regular o peso do corpo. Essas funções internas são chamadas coletivamente de funções vegetativas do cérebro, cujo controle está intimamente relacionado ao comportamento. Funções: ➔ Saciedade e fome ➔ Memória ➔ Resposta emocional ➔ Reprodução sexual e instintos maternos ➔ Excitação sexual Ele consegue realizar essas atividades através de conexões estreitas com outros sistemas do cérebro O LOBO LÍMBICO DE BROCA ❖ O lobo límbico é constitui ́do por córtex ao redor do corpo caloso (principalmente o giro cingulado), córtex na superfi ́cie medial do lobo temporal e hipocampo; ❖ A palavra li ́mbico, contudo, e as estruturas no lobo li ́mbico de Broca foram, após, associadas fortemente à emoção. O CIRCUITO DE PAPEZ ❖ O neurologista norte-americano James Papez propôs que houvesse, na parede medial do encéfalo, um “sistema da emoção”, que ligaria o córtex ao hipotálamo; ➔ A Figura 18.5 mostra o grupo de estruturas que veio a ser chamado de circuito de Papez. Cada estrutura está conectada à outra por algum importante tracto axonal. ❖ Papez acreditava, como muitos cientistas hoje, que o córtex estivesse critica- mente envolvido com a experiência emocional. Algumas vezes, lesões em certas áreas corticais promovem mudanças profundas na expressão emocional com poucas mudanças na percepção ou na inteligência. Além disso, tumores próximos ao córtex cingulado estão associados a certas perturbações emocionais, incluindo medo, irritabilidade e depressão. Papez propôs que a atividade evocada em outras áreas neocorticais por projeções do córtex cingulado adiciona “colorido emocional” a nossas experiências. ★ No circuito de Papez, o hipotálamo governa a expressão comportamental da emoção. O hipotálamo e o neocórtex estão arranjados de forma que um pode influenciar o outro, ligando, assim, a expressão e a experiência da emoção; ★ No circuito, o córtex cingulado afeta o hipotálamo por meio do hipocampo e do fórnice (o grande feixe de axônios que deixa o hipocampo), ao passo que o hipotálamo afeta o córtex cingulado por meio do tálamo anterior. Uma razão pela qual Papez imaginou que o hipocampo estivesse envolvido com a emoção é o fato de que ele é afetado pelo vi ́rus da raiva. Uma indicação de infecção pelo vi ́rus da raiva, e uma ferramenta no seu diagnóstico, é a presença de corpos citoplasmáticos anormais nos neurônios, sobretudo no hipocampo. Uma vez que a raiva se caracteriza por uma hiper- sividade emocional, como medo ou agressividade exagerados, Papez propôs que o hipocampo deveria estar normalmente envolvido na experiência emocional. HIPOTÁLAMO - UMA IMPORTANTE SEDE DE CONTROLE PARA O SISTEMA LÍMBICO Funções de controle vegetativo e endócrino do hipotálamo. ❖ Regulação cardiovascular: A estimulação de diferentes áreas do hipotálamo pode causar muitos efeitos neurogênicos no sistema cardiovascular, incluindo alterações na pressão arterial e na frequência cardíaca. Em geral, a estimulação nas regiões posterior e lateral do hipotálamo aumenta a pressão arterial e a frequência cardíaca, ao passo que a estimulação na área pré-óptica costuma ter efeitos opostos, causando diminuição na frequência cardíaca e na pressão arterial. Esses efeitos são transmitidos principalmente por meio de centros de controle cardiovascular específicos nas regiões reticulares da ponte e da medula. ❖ Regulação da temperatura corporal: A porção anterior do hipotálamo, especialmente a área pré-óptica, está relacionada à regulação da temperatura corporal. Uma elevação na temperatura do sangue que flui por essa área aumenta a atividade dos neurônios sensíveis à temperatura, enquanto uma diminuição na temperatura reduz sua atividade. Por sua vez, esses neurônios controlam os mecanismos para elevar ou baixar a temperatura corporal. ❖ Regulação da água corporal: O hipotálamo regula a água corporal de duas maneiras: 1. criando a sensação de sede, que leva o animal ou a pessoa a beber água; 2. controlando a excreção de água na urina. Uma área chamada centro da sede está localizada no hipotálamo lateral. Quando os eletrólitos líquidos nesse centro ou em áreas próximas se tornam muito concentrados, o animal desenvolve um desejo intenso de beber água; ele procurará a fonte de água mais próxima e beberá o suficiente para retornar à normalidade a concentração de eletrólitos do centro da sede. O controle da excreção renal de água é realizado principalmente nos núcleos supra ópticos. Quando os líquidos corporais ficam muito concentrados, os neurônios dessas áreas são estimulados. As fibras nervosas desses neurônios projetam-se para baixo através do infundíbulo do hipotálamo até a neuro-hipófise, onde as terminações nervosas secretam o hormônio antidiurético (também chamado de vasopressina). Esse hormônio é, então, absorvido pela circulação sanguínea e transportado para os rins, onde atua nos túbulos coletores e nos ductos coletores dos rins para aumentar a reabsorção de água. Essa ação diminui a perda de água na urina, mas possibilita a excreção contínua de eletrólitos, reduzindo, assim, a concentração dos líquidos corporais de volta ao normal. ❖ Regulação da contratilidade uterina e da ejeção de leite pelas mamas. A estimulação dos núcleos paraventriculares faz com que suas células neuronais secretam o hormônio ocitocina. Esse hormônio, por sua vez, causa aumento da contratilidade do útero, bem como a contração das células mioepiteliais ao redor dos alvéolos das mamas, fazendo os alvéolos esvaziar o leite pelos mamilos. No final da gravidez, há secreção de quantidades especialmente grandes de ocitocina, e essa secreção ajuda a promover as contrações do parto que expelem o feto. Então, sempre que o neonato sugar a mama da mãe, um sinalreflexo do mamilo para o hipotálamo posterior causará nova liberação de ocitocina, que agora tem a função necessária de contrair os ductos mamários, expelindo assim o leite pelos mamilos para que o neonato possa alimentar-se. ❖ Regulação gastrointestinal e alimentar: ➔ A estimulação de diversas áreas do hipotálamo faz com que o animal experimente fome extrema, apetite voraz e desejo intenso de busca por alimento. Uma região associada à fome é a área hipotalâmica lateral. Por outro lado, quando danificada em ambos os lados do hipotálamo, o animal perde o desejo por comida, podendo chegar à inanição letal. Um centro que se opõe ao desejo por comida, denominado centro de saciedade, está localizado nos núcleos ventromediais. Quando ele é estimulado eletricamente, um animal que está comendo interrompe de repente a ingestão de alimento e mostra completa indiferença à comida. No entanto, se essa área for destruída bilateralmente, o animal não pode ser saciado; em vez disso, seus centros hipotalâmicos de fome tornam-se hiperativos, fazendo-o ter um apetite voraz, resultando em obesidade significativa. O núcleo arqueado do hipotálamo contém pelo menos dois tipos diferentes de neurônios que, quando estimulados, aumentam ou diminuem o apetite. Outra área do hipotálamo que entra no controle geral da atividade gastrointestinal são os corpos mamilares, os quais controlam, ao menos parcialmente, os padrões de muitos reflexos alimentares, como lamber os lábios e deglutir. ❖ Controle hipotalâmico da secreção de hormônios pela adeno-hipófise: A ★ A estimulação de certas áreas do hipotálamo também faz com que a adeno-hipófise secrete seus hormônios. A adeno-hipófise recebe seu suprimento sanguíneo principalmente do sangue que flui primeiro pela parte inferior do hipotálamo e, em seguida, pelos sinusóides da adeno-hipófise. À medida que o sangue percorre o hipotálamo, antes de irrigar a adeno-hipófise, hormônios liberadores de hormônios inibitórios são secretados no sangue por vários núcleos hipotalâmicos. Esses hormônios são, então, transportados pelo sangue para a adeno-hipófise, onde atuam nas células glandulares para controlar (estimular ou inibir) a liberação de hormônios adeno-hipofisários específicos. ❖ Controle hipotalâmico do ritmo circadiano - Núcleo supraquiasmático: O que é ritmo circadiano? É o mecanismo pelo qual nosso organismo se regula entre o dia e a noite. A partir dele, nossos processos fisiológicos são comandados para que nosso corpo consiga acordar, sentir fome, estar ativo, ficar com sono, e assim por diante. ➔ O núcleo supraquiasmático (NSQ) do hipotálamo contém cerca de 20.000 neurônios e está localizado acima do quiasma óptico, onde os nervos ópticos se cruzam sob o hipotálamo; ➔ Os neurônios do NSQ servem como um “relógio mestre”, com uma frequência de disparo do marca-passo que segue um ritmo circadiano. Essa função de marca-passo é fundamental para a organização do sono em um padrão circadiano recorrente de sono e vigília de 24 horas. As lesões do NSQ causam muitos distúrbios fisiológicos e comportamentais, incluindo a perda dos ritmos circadianos de sono-vigília. Assim, o NSQ direciona os ciclos diários de nossa fisiologia e comportamento que definem o ritmo de nossa vida. O NSQ é organizado em grupos funcionais específicos que controlam os padrões rítmicos dos relógios biológicos em outras partes do corpo. Esses relógios biológicos são compostos por um conjunto complexo de fatores de transcrição gênica, proteínas/enzimas e outros agentes reguladores que operam para estabelecer ritmos circadianos na maioria dos organismos vivos, incluindo mamíferos, micróbios e até plantas. Esses relógios biológicos, encontrados em quase todos os tecidos e órgãos do corpo, são capazes de manter seus próprios ritmos circadianos, embora estes sejam geralmente mantidos por apenas alguns dias na ausência de sinais do NSQ. Os principais componentes dos mecanismos do relógio no NSQ, e em outros tecidos, são dois ciclos de retroalimentação dependentes dos genes ativadores CLOCK e BMAL1, que se ligam um ao outro e, após a translocação para o núcleo, iniciam a transcrição dos “genes do relógio” (PER1, PER2 e PER3) e dos “genes do criptocromo” (CRY1 e CRY2). Esses genes ativam a síntese das proteínas PER e CRY; à medida que elas se acumulam, inibem os fatores de transcrição CLOCK e BMAL1, reprimindo, assim, a transcrição de PER e CRY. Essa sequência de retroalimentação liga-desliga da síntese de proteínas PER e CRY normalmente ocorre em um padrão circadiano de 24 horas. FUNÇÕES COMPORTAMENTAIS DO HIPOTÁLAMO E ESTRUTURAS LÍMBICAS ASSOCIADAS Efeitos causados pela estimulação do hipotálamo Além das funções vegetativas e endócrinas do hipotálamo, a estimulação ou a ocorrência de lesões no hipotálamo frequentemente tem efeitos profundos no comportamento emocional de animais e seres humanos. Alguns dos efeitos comportamentais da estimulação são os seguintes: 1. A estimulação no hipotálamo lateral não apenas causa sede e fome, conforme discutido anteriormente, mas também aumenta o nível geral de atividade do animal, levando-o, algumas vezes, à ira e a brigas, como será abordado adiante. 2. A estimulação no núcleo ventromedial e em áreas adjacentes causa principalmente efeitos opostos aos ocasionados pela estimulação hipotalâmica lateral – isto é, sensação de saciedade, diminuição da alimentação e tranquilidade. 3. A estimulação de uma zona estreita de núcleos paraventriculares, localizada imediatamente adjacente ao terceiro ventrículo (ou também a estimulação da área cinzenta central do mesencéfalo, que é contínua com essa porção do hipotálamo), geralmente leva a reações de medo e punição. 4. O impulso sexual pode ser estimulado em diversas áreas do hipotálamo, sobretudo das porções mais anteriores e posteriores. Efeitos causados por lesões hipotalâmicas: Lesões no hipotálamo, em geral, causam efeitos opostos aos ocasionados pela estimulação, como os seguintes: 1. Lesões bilaterais no hipotálamo lateral reduzem a ingestão de bebidas e alimentos quase a zero, geralmente levando à inanição letal. Essas lesões também causam extrema passividade do animal, com perda de muitos de seus impulsos motivacionais. 2. Lesões bilaterais das áreas ventromediais do hipotálamo causam efeitos que são, principalmente, opostos aos ocasionados pelas lesões na região do hipotálamo lateral: bebida e comida em excesso, bem como hiperatividade e acessos frequentes de ira extrema à menor provocação. Estimulação ou ocorrência de lesões em outras regiões do sistema límbico, especialmente na amígdala, na área septal e nas áreas do mesencéfalo, com frequência, produzem efeitos semelhantes aos provocados pelo hipotálamo. Discutiremos alguns desses efeitos com mais detalhes adiante. 3) Descrever as integrações do sistema límbico com o sistema endócrino e vegetativo. 4) Caracterizar os mecanismos relacionados à manutenção da atenção. ➔ Pdf Extra. 1. Atenção motora Este tipo de atenção é aquela voltada aos movimentos, em especial no momento de aprendizagem. Alguns exemplos são quando estamos aprendendo a andar de bicicleta ou a dirigir. Enquanto aprendemos, estamos atentos a cada passo necessário para executar aquela ação. Contudo, estes movimentos, quando dominados, tornam-se mecânicos, automáticos. 2. Atenção difusa A atenção difusa está relacionada à capacidade de observar de uma só vez diversos estímulos do ambiente. Ela é muito usada principalmente para dirigir. Sob a condução de um veículo, o motorista precisa se atentar ao controle da direção, ao movimento em seu entorno, às placas, semáforo, etc. Ela é a responsável por aquela ação que chamamos de “reflexo”, quando temos que responder rapidamente diante de um estímulo imprevisto. Quando a atenção difusa está ativa, temos uma melhor resposta reflexa. 3. Atenção seletiva ou focalizada A atenção seletiva ou focalizada diz respeito à capacidade de responder a um único estímulo, mesmo quando exposto a vários outros, ignorando-os. Por exemplo, imagineque você está em uma estação de trem, com muito barulho, mas consegue se concentrar na leitura de um livro, sem sofrer interferência dos ruídos do entorno. É mais difícil de manter este tipo de atenção quando se está mais cansado; após muitas horas de atividade, por exemplo. Horas extensas de trabalho, ausência de dias de descanso e poucas horas de sono podem deixá-lo mais vulnerável às distrações, dificultando a manutenção da atenção focalizada. 4. Atenção alternada ou dividida A atenção alternada ou dividida é o tipo de atenção utilizada ao seguir uma receita de bolo, por exemplo. Ela se refere a intercalar o foco entre duas tarefas, ora atentando-se às instruções, ora executando o passo orientado; e assim, sucessivamente, até concluir a receita. 5. Atenção sustentada A atenção sustentada se refere à capacidade de manter o foco em determinado estímulo por um longo período. Ela é necessária para assistir palestras, aulas, ao ver um filme, dirigir longos trajetos, ler um conteúdo técnico, etc. Ter a capacidade de manter a atenção sustentada garante maior segurança na execução de determinadas tarefas, além de reduzir as chances de erros. Em geral, é mais difícil manter a atenção sustentada quando o estímulo é pouco interessante ao indivíduo. Ou seja, o tédio é um vilão da manutenção deste tipo de atenção. Por outro lado, a motivação ajuda a mantê-la. É por isso que conseguimos manter a atenção sustentada em um longo filme ou na leitura de um livro, desde que ele seja atrativo para quem o vê ou lê. 6. Atenção concentrada A atenção concentrada é o que chamamos de concentração. Em geral, ela está associada ao foco na execução de alguma tarefa. Enquanto a executa, a atenção está direcionada ao trabalho realizado. Ela é diferente da atenção seletiva, que envolve a presença de outros estímulos e a escolha de direcionar a atenção a apenas um deles. Também é parecida com a atenção sustentada; mas na atenção concentrada, em geral, há a ação do indivíduo. 5) Descrever os mecanismos fisiológicos da memória de curto e longo prazo. O QUE É MEMÓRIA? Memória é a capacidade de se adquirir, armazenar e evocar informações. RELEMBRANDO A ANATOMIA DO HIPOCAMPO É importante lembrar que o hipocampo consiste em duas finas camadas de neurônios, dobradas uma sobre a outra. Uma camada é chamada de giro denteado, e a outra é chamada de Corno de Amon, que vai possuir 4 divisões, das quais vamos estudar apenas duas : CA3 e CA1. O córtex entorrinal envia informações ao hipocampo através de um feixe de axônios, chamado de via perforante . Já os neurônios do giro denteado projetam axônios (chamados de fibras musgosas) que estabelecem sinapses em células d e CA3. Por sua vez, as células de CA3 projetam axônios que se ramificam , sendo o Ramo Colateral de Schaffer o que irá estabelecer sinapses nos neurônios piramidais de CA1. MECANISMO FISIOLÓGICO DA MEMÓRIA Memórias são armazenadas no cérebro pela variação da sensibilidade básica da transmissão sináptica entre neurônios. Essas vias são chamadas de traços de memória e uma vez que esses traços são estabelecidos, eles podem ser ativadas por processos mentais para reproduzir as memórias. O cérebro tem a capacidade de aprender a ignorar informações sem consequências. Essa capacidade resulta da inibição de vias sinápticas para esse tipo de informação. O efeito resultante chama-se habituação, que é um tipo de memória negativa. Para a informação que entra no cérebro e que causa consequências importantes, tais como dor ou prazer, o cérebro tem a capacidade de armazenar os traços. Isso é a memória positiva e ela resulta da facilitação das vias sináptica s, no processo de sensibilização da memória. Dessa forma, áreas especiais nas regiões límbicas determinam se uma informação é importante ou não e tomam a decisão subconsciente de armazenar a informação como um traço da memória ou suprimi-la. O mecanismo de memória estudado com o molusco Aplysia demonstrou que existem 2 terminais sinápticos, um terminal que vem de um neurônio sensorial e faz sinapse com o neurônio que deve ser estimulado, que é chamado de terminal sensorial . O outro terminal, fica na superfície do terminal sensorial é chamado de terminal facilitador. Quando o terminal sensorial é estimulado repetidamente ( mas sem estimulação do T .facilitador) a transmissão do sinal é inicialmente grande, mas se torna cada vez menos intensa com a estimulação repetida, até a transmissão quase desaparecer . Esse é o que denominamos de habituação ou memórias negativas. Por sua vez, se um estímulo excitar o terminal facilitador no mesmo momento em que o terminal sensorial for estimulado, então essa transmissão se tornará cada vez mais forte e permanecerá por minutos, horas, dias ou até semanas . Dessa forma, esse estímulo faz com que as vias de memória pelo terminal sensorial fiquem facilitadas nas semanas seguintes. MEMÓRIAS DE CURTO PRAZO As memórias de curto prazo são ilustradas pela memória de 7 a 10 algarismos em um número de telefone (ou 7 a 10 outros fatos distintos) por alguns segundos a alguns minutos de cada vez, mas durando apenas enquanto a pessoa continuar a pensar sobre os números ou fatos. Muitos fisiologistas sugeriram que elas sejam causadas pela atividade neural contínua resultante de sinais nervosos que trafegam em círculos, ao redor de um traço de memória temporário em um circuito de neurônios reverberantes. Ainda não foi possível provar essa teoria. Outra possível explicação das memórias de curto prazo é a facilitação ou inibição pré-sináptica, a qual ocorre nas sinapses que ficam nas fibrilas nervosas terminais imediatamente antes de essas fibrilas fazerem sinapse com um neurônio subsequente. Os neurotransmissores químicos secretados em tais terminais costumam causar facilitação ou inibição que dura segundos até vários minutos. Circuitos desse tipo podem levar às memórias de curto prazo. MEMÓRIAS DE MÉDIO PRAZO As memórias de médio prazo podem durar muitos minutos ou até semanas. Elas serão, por fim, perdidas, a menos que os traços de memória sejam ativados o suficiente para se tornarem mais permanentes; então, elas são classificadas como memórias de longo prazo. Experimentos em animais demonstraram que as memórias de médio prazo podem resultar de alterações químicas ou físicas temporárias, ou ambas, nos terminais pré-sinápticos ou na membrana pós-sináptica, alterações que podem persistir por alguns minutos até várias semanas. Esses mecanismos são tão importantes que merecem uma descrição especial. Memória baseada em alterações químicas nos terminais pré-sinápticos ou nas membranas neuronais pós-sinápticas A Figura 58.9 mostra um mecanismo de memória estudado especialmente por Eric Kandel e seus colegas, o qual pode causar memórias que duram desde alguns minutos até 3 semanas no grande caracol Aplysia (lesma-do-mar). Nessa figura, existem dois terminais sinápticos: um, que vem de um neurônio sensorial, termina diretamente na superfície do neurônio que deve ser estimulado e é chamado de terminal sensorial; o outro, uma terminação pré-sináptica que fica na superfície do terminal sensorial, é chamado de terminal facilitador. Quando o terminal sensorial é estimulado repetidamente, mas sem estimulação do terminal facilitador, a transmissão do sinal a princípio é ótima, mas torna-se cada vez menos intensa com a estimulação repetida até que a transmissão quase desapareça. Como foi explicado anteriormente, esse fenômeno é a habituação, um tipo de memória negativa que faz o circuito neuronal perder sua resposta a eventos repetidos que são insignificantes. Por outro lado, se um estímulo nocivo excita o terminal facilitador ao mesmo tempo que o terminal sensorial é estimulado, em vez de o sinal transmitido para o neurônio pós-sináptico tornar-se progressivamente mais fraco, a facilitação da transmissão passa a ser cada vez mais forte. Ela permanecerá desse modo por minutos, horas, dias ou, com treinamento mais intenso, até cerca de 3 semanas, mesmo sem estimulação adicional do terminal facilitador.Assim, o estímulo nocivo faz com que a via da memória através do terminal sensorial seja facilitada por dias ou semanas a partir de então. É especialmente interessante que, mesmo após a habituação, essa via possa ser convertida de volta para uma via facilitada com apenas alguns estímulos nocivos. Mecanismo molecular da memória de médio prazo ❖ Mecanismo de habituação: No nível molecular, o efeito de habituação no terminal sensorial resulta do fechamento progressivo dos canais de cálcio através da membrana terminal, apesar de não se conhecer completamente a causa desse fechamento do canal de cálcio. De todo modo, quantidades muito menores do que o normal de íons cálcio podem difundir-se no terminal habituado, sendo, portanto, liberado muito menos transmissor no terminal sensorial porque a entrada de cálcio é o principal estímulo para a liberação do transmissor (como discutido no Capítulo 46). ❖ Mecanismo de facilitação: No caso de facilitação, acredita-se que pelo menos parte do mecanismo molecular seja o seguinte: 1. A estimulação do terminal pré-sináptico facilitador ocorre ao mesmo tempo que o terminal sensorial é estimulado, o que causa a liberação de serotonina na sinapse facilitadora, na superfície do terminal sensorial. 2. A serotonina atua sobre os receptores da serotonina na membrana do terminal sensorial, e esses receptores ativam no interior da membrana a enzima adenilciclase, que então forma monofosfato de adenosina cíclico (AMPc), também dentro do terminal sensorial pré-sináptico. 3. O AMPc ativa uma proteinoquinase que causa fosforilação de uma proteína dos canais de potássio na membrana do terminal sináptico sensorial, ocasionando um bloqueio da condutância de potássio pelos canais que pode durar minutos a várias semanas. 4. A falta de condutância de potássio causa um potencial de ação muito prolongado no terminal sináptico porque o fluxo de íons potássio para fora do terminal é necessário para a rápida recuperação do potencial de ação. 5. O potencial de ação prolongado causa ativação prolongada dos canais de cálcio, possibilitando que enormes quantidades de íons cálcio entrem no terminal sináptico sensorial. Esses íons cálcio produzem um grande aumento na liberação do transmissor pela sinapse, facilitando, assim, a transmissão sináptica para o neurônio subsequente. Assim, de maneira bastante indireta, o efeito associativo de estimular o terminal facilitador ao mesmo tempo que o terminal sensorial é estimulado causa aumento prolongado da sensibilidade excitatória do terminal sensorial, o que estabelece o traço de memória. Estudos adicionais no caracol Aplysia sugeriram ainda outro mecanismo de memória sináptica. Eles mostraram que estímulos de fontes distintas agindo em um mesmo neurônio, sob condições apropriadas, podem causar alterações a longo prazo nas propriedades da membrana do neurônio pós-sináptico, e não na membrana neuronal pré-sináptica, mas levando essencialmente aos mesmos efeitos de memória. MEMÓRIAS DE LONGO PRAZO Não existe uma demarcação óbvia entre os tipos mais prolongados de memória de médio prazo e a verdadeira memória de longo prazo. A distinção é de grau. Acredita-se, no entanto, que as memórias de longo prazo, em geral, resultem de alterações estruturais reais, em vez de apenas mudanças químicas nas sinapses, e essas mudanças realcem ou suprimam a condução do sinal. Vale relembrar experiências em animais primitivos (cujo sistema nervoso é estudado com muito mais facilidade), as quais ajudaram imensamente na compreensão de possíveis mecanismos de memória de longo prazo. ❖ Alterações estruturais nas sinapses durante o desenvolvimento da memória de longo prazo: Imagens de microscopia eletrônica tiradas de animais invertebrados demonstraram múltiplas mudanças estruturais físicas em muitas sinapses durante o desenvolvimento de traços de memória de longo prazo. As alterações estruturais não ocorrerão se for administrado um fármaco que bloqueie a síntese de proteínas no neurônio pré-sináptico, tampouco haverá desenvolvimento do traço de memória permanente. Portanto, parece que o desenvolvimento da verdadeira memória de longo prazo depende da reestruturação física das sinapses a ponto de mudar sua sensibilidade para a transmissão de sinais nervosos. As seguintes alterações estruturais importantes ocorrem: 1. Aumento dos locais de liberação de vesículas para secreção de substância transmissora. 2. Aumento no número de vesículas transmissoras liberadas. 3. Aumento no número de terminais pré-sinápticos. 4. Alterações nas estruturas das espinhas dendríticas que possibilitam a transmissão de sinais mais fortes. Assim, de diversas maneiras diferentes, a capacidade estrutural das sinapses em transmitir sinais parece aumentar durante o estabelecimento de verdadeiros traços de memória de longo prazo. ❖ O número de neurônios e as suas conectividades com frequência mudam significativamente durante o aprendizado: Durante as primeiras semanas, meses e talvez até 1 ano ou mais de vida, várias partes do cérebro produzem muitos novos neurônios que enviam numerosos ramos de axônio para fazer conexões com outros neurônios. Se os novos axônios não conseguirem conectar-se aos neurônios apropriados, às células musculares ou às células glandulares, os novos axônios sofrerão degeneração em poucas semanas. Assim, o número de conexões neuronais é determinado por fatores de crescimento neural específicos, liberados retrogradamente pelas células estimuladas. Além disso, quando ocorre conectividade insuficiente, todo o neurônio que está enviando os ramos do axônio pode eventualmente desaparecer. Portanto, logo após o nascimento, o princípio de “usar ou perder” regula o número final de neurônios e as suas conectividades nas respectivas partes do sistema nervoso humano. Esse é um tipo de aprendizado. Por exemplo, se um olho de um animal recém-nascido for coberto por muitas semanas após o nascimento, neurônios em faixas alternadas do córtex visual cerebral – normalmente conectados ao olho coberto – irão degenerar-se, e o olho coberto permanecerá parcial ou totalmente cego pelo resto da vida. Até recentemente, acreditava-se que pouquíssimo aprendizado era alcançado em indivíduos adultos, humanos e animais, por meio da modificação do número de neurônios nos circuitos de memória; no entanto, pesquisas atuais sugerem que até mesmo os adultos usam esse mecanismo, pelo menos até certo ponto. MECANISMO PARA FACILITAÇÃO A estimulação do terminal facilitador no mesmo momento em que o terminal sensorial também é estimulado causa liberação de serotonina pelo terminal facilitador na superfície do terminal sensorial. A serotonina age em receptores serotoninérgicos na membrana, e eles ativam a enzima Adenil ciclase que promove a formação do AMPc. Esse AMPc ativa uma proteínas cinase que causa a fosforilação de proteínas que funcionam como canais de potássio, que por sua vez bloqueia a condutância de potássio pelos canais. A fosforilação desses canais de K + reduz as correntes desse íon que normalmente repolariza o potencial de ação. A redução dessa corrente aumenta a excitabilidade do neurônio e prolonga o potencial de ação. Esse potencial de ação prolongado leva a ativação prolongada dos canais de cálcio, permitindo a entrada desses íons no terminal sináptico sensorial. Esses íons levam a liberação aumentada do neurotransmissor na sinapse, facilitando a transmissão simpática para o neurônio seguinte. ❖ O neurotransmissor usado nesse processo é o Glutamato: O glutamato liga -se a receptores NMDA e não-NMDA nas células da região CA1. Numa transmissão sináptica normal, os receptores não- NDMA dominam, pois os NDMA estão bloqueados por Mg+2. Esses receptores são desbloqueados quando as células pós-sinápticas estão despolarizadas por um forte estímulo dos neurônios pré-sinápticos. Essa despolarização causa a saída d o Mg+2 permitindo a passagem do Na+ e Ca + para dentro da célula. Esse influxo de cálcio vai gerar um potencial de longa duração. Assim, de forma indireta, o efeitode estimular o terminal facilitador ao mesmo tempo e m que o terminal sensorial é estimulado leva a um aumento prolongado da sensibilidade excitatória e isso estabelece um traço de memória. Em resumo, parece que a memória de cu rto prazo resulta da modulação plástica dos canais iônicos e outros substratos protéicos pela ação de mensageiros citoplasmáticos que resultam na alteração da excitabilidade de neurônios específicos e na liberação de transmissores de seus terminais. No desenvolvimento de uma memória de longo prazo ocorre uma reestruturação física das próprias sinapses de forma que muda sua sensibilidade para transmitir os sinais neurais. Essas mudanças estão relacionadas com o aumento de vesículas transmissoras, aumento do número de terminais sinápticos, mudanças nas estruturas das espinhas dendríticas que permitem a transmissão de sinais mais fortes e aumento dos locais onde vesículas liberam a substância neurotransmissora. Assim, de várias formas a capacidade estrutural das sinapses de transmitir sinais parece aumentar, enquanto s e estabelecem traços da verdadeira memória de longo prazo. CONSOLIDAÇÃO DA MEMÓRIA Para a conversão d a memória de curto prazo para a de longo prazo, ela precisa ser consolidada, isto é, a memória de curto prazo se for ativada repetidamente promoverá mudanças químicas, físicas e anatômicas nas sinapses que são responsáveis pela memória d e longo prazo. A repetição da mesma informação várias vezes na mente acelera e potencializa o grau de transferência da memória de cu rto prazo para a de longo prazo, e assim acelera e aumenta a consolidação. Portanto, as características importantes das experiências sensoriais ficam, progressivamente, cada vez mais fixadas nos bancos de memória. E quanto mais você repete aquela informação , mais aumentará sua atenção sobre ela. Esse fenômeno explica porque a pessoa pode lembrar pequenas quantidades de informação estudadas profundamente muito melhor do que grande quantidade de informação estudada superficialmente. Uma das características mais importantes da consolidação é que novas memórias são codificadas em diferentes cl asses de informações . Durante esse processo, tipos semelhantes de informação são retirados dos arquivos de armazenagem de memória e usados para ajudar a processar a nova informação . Assim, durante a consolidação, as novas memórias não são armazenada aleatoriamente n o cérebro, mas sim em associação direta com outras memórias do mesmo tipo . Esse processo é necessário para poder se procurar posteriormente a informação requerida da memória armazenada. PLASTICIDADE NEURAL A plasticidade neural refere-se às alterações estruturais e funcionais nas sinapses, como resultado dos processos adaptativos do organismo. A plasticidade pode ser responsável pela melhora de habilidades motoras adquiridas com a prática, ajustes e prejuízos decorrentes d e perdas sensoriais e pela recuperação funcional após uma lesão no sistema nervoso central. A plasticidade inclui alterações nos mapas sensoriais e motores após uma lesão do SNC. Incluem se, também, a potenciação de sinapses vi a atividade pré e pós sináptica correlacionada, o envolvimento dos receptores N- metil-D-aspartato ( NMDA), assim como o aumento da atividade sináptica pelo aumento da liberação de neurotransmissores. Outras modificações levam dias, semanas, ou mais , para acontecerem. Entre estas estão o crescimento axonal e dendrítico. AMNÉSIA Certas doenças, lesões cerebrais, alcoolismo crônico, tumor cerebral e AVC podem causar amnésia, que é uma grave perda da memória ou capacidade de aprender. Se a amnésia não for acompanhada por qualquer outro déficit cognitivo, é conhecida como amnésia dissociada. Após um trauma cerebral, a perda de memória pode manifestar-se de duas formas: 1. Amnésia Retrógrada: caracterizada pela perda de memórias para eventos anteriores ao trauma, ou seja, esquece coisas que já sabia. Ela geralmente segue um padrão, em que o s eventos ocorridos nos meses ou anos que precedem o trauma são esquecidos, mas a memória é progressivamente mais forte À medida que os fatos são mais antigos. 2. Amnésia Anterógrada: é a incapacidade de formar novas memórias após um trauma cerebral. Se a amnésia anterógrada for grave, a pessoa pode tornar-se incapaz de aprender qualquer coisa nova. Já em casos menos graves, o aprendizado torna-se lento e requer mais repetição do que o normal. Obs: Nos casos clínicos, frequentemente há um misto de amnésias retrógradas e anterógradas. 3. Amnésia Global Transitória: é uma forma de amnésia que envolve um período mais cu rto, no qual um acesso repentino de amnésia anterógrada dura apenas por um período de minutos à dias, acompanhada de uma amnésia retrógrada para eventos recentes que precederam o ataque. A fala do indivíduo pode parecer desorientada, com constantes repetições da mesma questão. Esse tipo pode ser resultado de um a isquemia cerebral, concussão craniana por trauma, estresse físico, drogas, banhos frios e até atividade sexual, no qual presume que todos esses fatores afetam o fluxo sanguíneo encefálico . ÁREAS TELENCEFÁLICAS RELACIONADA COM A MEMÓRIA 1. HIPOCAMPO É uma iminência alongada e curva situada no assoalho do corno inferior, acima d o giro para hipocampal. Ele Recebe aferências de grandes áreas neocorticais e projeta-se através do fórnix para os corpos mamilares do hipotálamo. Recebe também aferências da amígdala, que reforça a memória de eventos associados a situações emocionais. É uma estrutura responsável pela consolidação de memórias de curta e longa duração, além das memórias espaciais, relacionadas com a localização no espaço. E essa memória espacial depende de um tipo de neurônio do hipocampo denominado de Células de Lugar, no qual essas células são ativadas e disparam potenciais de ação diante de uma determinada área do espaço, denominada de campo de lugar d a célula. Esses campos vão sendo memorizados por essas células e logo depois haverá no hipocampo u m mapa desse espaço. Isso explica porque nos pacientes com Alzheimer, no qual há um comprometimento do hipocampo, o paciente na fase final , perde completamente a orientação e não consegue se dirigir de uma cadeira para outra. 2. GIRO DENTEADO Sua estrutura é constituída d e uma camada de neurônios, semelhante ao hipocampo. É responsável pela dimensão temporal da memória, por exemplo quando lembramos da nossa festa de casamento, ele informa a data e se ela foi antes ou depois da nossa festa de formatura. 3. CÓRTEX ENTORRINAL Ocupa a parte anterior do giro para hipocampal. Recebe fibras do fórnix e envia fibras ao giro denteado, que por sua vez se liga ao hipocampo. O córtex entorrinal funciona como um portão de entrada para o hipocampo, recebendo diversas conexões que a ele chega, incluindo conexões da amígdala à área septal. Lesões desse córtex resultam em grande déficit de memória, sendo a primeira área comprometida no Alzheimer. 4. GIRO PARA-HIPOCAMPAL Está relacionado com a ativação de cenários novos. Lesões nesse giro, são incapazes de memorizar cenários novos, embora consigam evocar cenários já conhecidos. 5. ÁREA PRÉ-FRONTAL Essa área está relacionada com o processamento da memória ocupacional. Nas lesões dessa área, como no Alzheimer, há perda da memória de trabalho. 6. ÁREAS DIENCEFÁLICAS RELACIONADOS à MEMÓRIA As estruturas envolvidas com a memória são os corpos mamilares do hipotálamo, que recebem aferências dos córtex entorrinal e do hipotálamo e projetam-se aos núcleos anteriores do tálamo . Essas estruturas que fazem parte do circuito de papez envolvida com a emoção, também está relacionada com a memória. 7. ÁREAS DE ASSOCIAÇÃO DO NEOCÓRTEX Nessas áreas são armazenadas as memórias de longa duração, cuja consolidação depende do hipocampo. Diferentes categorias do conhecimento são armazenadas em áreas diferentes do neo córtex. A representação física ou a localização de uma memória é chamada de engrama, também conhecido como traço de memória . É importante dizer que as memórias são distribuídasem várias áreas corticais. O fluxo de informações através do lobo temporal medial vem de áreas ass ociativas do córtex cerebral, contendo informações altamente processadas de todas as modalidades sensoriais. Os sinais de entrada atingem primeiramente as áreas cortical para a-hipocampal e renal, antes de ser passado para o hipocampo, que através do fórnix envia ao tálamo e depois hipotálamo. O córtex pré-frontal também está envolvido na memória de trabalho para a resolução de problemas e planejamento do comportamento. E o córtex lateral intraparietal que está no sulco intraparietal possui respostas relacionadas com a memória de trabalho , e está envolvida no controle de movimentos oculares. Além disso, o estriado que é formado pelo putâmen e caudados recebem aferências dos córtex frontal e parietal e está relacionado com a memória de procedimentos na formação de hábitos comportamentais. 6) Reconhecer as diferentes formas de classificação da memória ( quanto ao tempo, função e local). Sabemos que certas memórias duram apenas alguns segundos, enquanto outras duram horas, dias, meses ou anos. Para o propósito de discutir esses tipos de memórias, podemos usar uma classificação comum, a qual as divide em: 1. memórias de curto prazo, isto é, aquelas que duram segundos ou no máximo minutos, a menos que sejam convertidas em memórias de longo prazo; 2. memórias de médio prazo, que duram de dias a semanas, mas desaparecem depois; 3. memórias de longo prazo, que, uma vez armazenadas, podem ser recuperadas até anos ou mesmo uma vida inteira depois. ❖ Memória de trabalho: inclui principalmente a memória de curto prazo usada durante o curso do raciocínio intelectual, mas se encerra à medida que cada estágio do problema é resolvido. As memórias são frequentemente classificadas de acordo com o tipo de informação armazenada. Uma dessas classificações as divide em memória declarativa e memória procedural, da seguinte maneira: 1. Memória declarativa: Significa basicamente a memória dos vários detalhes de um pensamento integrado, como a de uma experiência importante que inclui: ➔ memória do ambiente ao redor; ➔ memória das relações temporais; ➔ memória das causas da experiência; ➔ memória do significado da experiência; ➔ memória das deduções que ficaram na mente da pessoa. 2. Memória não-declarativa: ➔ Memória de procedimentos: É a memória para habilidades, hábitos e comportamentos. 3. A memória procedural: Está frequentemente associada a atividades motoras do corpo da pessoa, como todas as habilidades desenvolvidas para bater em uma bola de tênis, incluindo as memórias automáticas para: (1) mirar a bola; (2) calcular a relação e velocidade da bola com a raquete; e (3) deduzir rapidamente os movimentos do corpo, dos braços e da raquete necessários para acertar a bola como desejado – com todas essas habilidades sendo ativadas instantaneamente com base no aprendizado anterior do jogo – e, então, passar para a próxima tacada do jogo, esquecendo os detalhes do golpe anterior. 7) Reconhecer os estágios do processo de aprendizagem. A aprendizagem corresponde à aquisição de novos conhecimentos do meio e, como resultado desta experiência, ocorre a modificação d o comportamento , enquanto que a memória é a retenção deste conhecimento. A rapidez da ativação dos processos neurais envolvidos na aquisição de informações , bem como a eficiência dos mecanismos subjacentes aos processos de armazenamento e recuperação das mesmas, pode ser a representação n o cérebro do que denominamos inteligência. O aprendizado de procedimentos envolve aprender uma resposta motora (procedimento) em reação a um estímulo sensorial. Tipicamente é dividido em dois tipos: aprendizado não-associativo e aprendizado associativo. APRENDIZADO NÃO ASSOCIATIVO Descreve a alteração na resposta observada no comportamento que ocorre ao longo do tempo em resposta a um único tipo de estímulo. Há 2 tipos: ★ Habituação: esse tipo de aprendizado consiste em aprender a ignorar um estímulo que não tenha significado. ★ Sensitização: fortes estímulos sensoriais causam sensibilização, no qual você aprende a intensificar suas respostas a todos os estímulos, mesmo aqueles que previamente evocam pouca ou nenhuma reação. APRENDIZADO ASSOCIATIVO É aquele no qual formamos associações entre eventos. ★ Condicionamento clássico: envolve a associação entre um estímulo que evoca uma resposta mensurável e o segundo estímulo que normalmente não evoca essa resposta. O estímulo que evoca, é chamado estímulo incondicionado porque nenhum treino é preciso para provocar uma resposta. Já o estímulo que não evoca uma resposta é chamado d e estímulo condicionado, porque requer treino antes que produza uma resposta. A resposta aprendida ao estímulo condicionado é chamada resposta condicionada. O condicionamento só vai ocorrer se o estímulo incondicionado e o condicionado forem apresentados simultaneamente. ★ Condicionamento Instrumental: o indivíduo aprende a associar uma resposta, um ato motor, a um estímulo significativo. Nesse tipo, aprende-se que um determinado comportamento está associado a uma determinada consequência. 8) Relacionar atenção, memória e aprendizagem. ATENÇÃO A Atenção pode ser Definida como a Capacidade do Indivíduo em Responder Predominantemente aos Estímulos que lhe são Comportamentalmente Relevantes, e Ignorar as Distrações Arredores. MEMÓRIA É toda informação que pode ser armazenada nos circuitos neurais e que tem influência no funcionamento do cérebro depois de ter sido “fixada” na mente. APRENDIZAGEM A aprendizagem é um processo desencadeado pelo cérebro ao reagir aos estímulos do ambiente. As sinapses geradas formam circuitos que processam as informações e com capacidade de armazenamento molecular. —-------------------------------------------- Pode-se dizer que o entrelaçamento entre atenção, memória e aprendizagem se evidencia, quando o sujeito mesmo com as suas dificuldades é motivado, através de estímulos criativos e significativos, melhorando os seus resultados e desempenho como um todo. "Memória é a aquisição, a formação, a conservação e a evocação de informações. A aquisição é também chamada de aprendizagem: só se "grava" aquilo que foi aprendido. A evocação é também chamada de recordação, lembrança, recuperação. Só lembramos aquilo que gravamos, aquilo que foi aprendido". (Izquierdo, 2002) Valendo-se do pressuposto de que a memória está ligada à aprendizagem, Swanson (1993), Macinnis (1995), Montgoery (1996) e How e Courage (1998) estudaram a memória, relacionando-a à aprendizagem e às suas dificuldades. Os resultados revelaram que os sujeitos com dificuldade no processo de memória apresentavam dificuldades em aprender. Por sua vez, os estudos de Torgesen (1991), Swanson & Trahan (1992), Short (1993), Mauer (1996), Isaki (1997) assinalaram que crianças com dificuldades de aprendizagem têm dificuldade em lembrar, colocar em ordem e processar informações e estratégias de aprendizagem. 9) Relacionar a privação do sono com a memória e a aprendizagem. O SONO NÃO É UM ESTADO HOMOGÊNEO São dois estados distintos de sono. Ocorrem movimentos rápidos dos olhos durante uma parte do sono, sendo este chamado de sono REM. Ele ocupa apenas 20% do tempo total de sono (TTS) de um adulto e o restante é chamado de sono NREM (Não REM).” O sono é uma atividade especial, gerada por regiões específicas do cérebro, de ocorrências cíclicas, que se alternam para o equilíbrio da vida. O sono é iniciado pelo estado NREM e os estados NREM e REM se alternam. Durante o sono, dá-se a ativação do processo de aprendizagem essencial para a formação da memória a longo prazo. Ao fim de um tempo específico, inicia-se um processo automático designado de consolidação da memória, que estabiliza essa memória. A consolidação da memória prossegue durante o sono. Diferentes estudos utilizando neuroimagem sugerem que a privação de sono pode levar a mecanismos adaptativos, como o recrutamento compensatório de estruturas cerebrais, para a manutenção do desempenhocognitivo apesar da perda de sono. SONO DE ONDAS LENTAS E SONO REM A cada noite, uma pessoa passa por estágios de dois tipos principais de sono que se alternam. Esses tipos são chamados de: 1. sono com movimentos oculares rápidos (sono REM), no qual os olhos realizam movimentos rápidos mesmo que a pessoa ainda esteja dormindo; 2. sono de ondas lentas ou sono não REM (NREM), no qual as ondas cerebrais são de grande amplitude e de baixa frequência. O sono REM ocorre em episódios que ocupam aproximadamente 25% do tempo de sono em adultos jovens; cada episódio tende a acontecer a cada 90 minutos. Esse tipo de sono não é tão repousante e costuma ser associado a sonhos vívidos. A maior parte do sono durante cada noite é da variedade de ondas lentas (NREM), isto é, o sono profundo e reparador que a pessoa experimenta durante a primeira hora de sono depois de ter ficado acordada por muito tempo. SONO REM Em uma noite normal de sono, em geral, há episódios de sono REM, com duração de 5 a 30 minutos, em média a cada 90 minutos em adultos jovens. Quando uma pessoa está extremamente sonolenta, cada episódio de sono REM é curto e pode até não ocorrer. À medida que a pessoa fica mais descansada durante a noite, a duração dos episódios REM aumenta. O sono REM tem diversas características importantes: ➔ É um tipo ativo de sono que costuma estar associado a sonhos e movimentos musculares corporais ativos. ➔ O despertar dessa pessoa por estímulos sensoriais torna-se ainda mais difícil do que durante o sono profundo de ondas lentas; no entanto, ela tende a acordar espontaneamente pela manhã durante um episódio de sono REM. ➔ O tônus muscular em todo o corpo está por demais deprimido, indicando forte inibição das áreas de controle do músculo na medula espinhal. ➔ As frequências cardíaca e respiratória geralmente se tornam irregulares, o que é característico do estado de sonho. ➔ Apesar da inibição extrema dos músculos periféricos, ocorrem movimentos musculares irregulares, além dos movimentos oculares rápidos. ➔ O cérebro é altamente ativo no sono REM, sendo possível que o metabolismo cerebral global aumente em até 20%. O eletroencefalograma (EEG) mostra um padrão de ondas cerebrais semelhantes às que ocorrem durante a vigília. Esse tipo de sono também é chamado de sono paradoxal por ser um paradoxo que uma pessoa ainda possa estar dormindo, com os movimentos musculares totalmente inibidos, apesar da presença de atividade marcante no cérebro. Em resumo, o sono REM é um tipo de sono em que o cérebro está bastante ativo. No entanto, a pessoa não está totalmente ciente do ambiente em seu entorno e, portanto, está, de fato, adormecida. SONO DE ONDAS LENTAS Podemos compreender as características do sono profundo de ondas lentas, lembrando-nos da última vez em que ficamos acordados por mais de 24 horas e do sono profundo que ocorreu durante a primeira hora após adormecermos. Esse sono é extremamente relaxante e está associado à diminuição do tônus vascular periférico e de muitas outras funções vegetativas do organismo. Por exemplo, ocorre diminuição de 10 a 30% na pressão arterial, na frequência respiratória e na taxa metabólica basal. O sono de ondas lentas, embora seja frequentemente chamado de “sono sem sonhos”, é caracterizado por sonhos e, às vezes, até pesadelos. A diferença entre os sonhos que ocorrem no sono de ondas lentas e os do sono REM é que estes últimos estão associados a maior atividade muscular corporal. Além disso, os sonhos de sono de ondas lentas geralmente não são lembrados porque não há a consolidação dos sonhos na memória. TEORIAS BÁSICAS DO SONO O sono é causado por um processo inibitório ativo, pois se descobriu que a secção transversal do tronco encefálico no nível da ponte média cria um córtex cerebral que nunca dorme. Em outras palavras, um centro localizado abaixo da região mediopontina do tronco encefálico parece ser necessário para causar sono pela inibição de outras partes do cérebro. A estimulação de várias áreas específicas do cérebro pode produzir sono com características próximas às do sono natural. Algumas dessas áreas são as seguintes: ★ Os núcleos da rafe na metade inferior da ponte e na medula são a área de estimulação mais notável para promover um sono quase natural. Esses núcleos compreendem uma fina camada de neurônios especiais localizados na linha média. Esses contêm fibras nervosas que se espalham localmente na formação reticular do tronco encefálico e também de maneira ascendente, para o tálamo, o hipotálamo, a maior parte das áreas do sistema límbico e até mesmo o neocórtex dos hemisférios cerebrais. Além disso, as fibras estendem-se para baixo, em direção à medula espinhal, terminando nos cornos posteriores, onde podem inibir os sinais sensoriais que chegam (incluindo a dor), Muitas terminações nervosas das fibras desses neurônios da rafe secretam serotonina. Quando um fármaco que bloqueia a formação de serotonina é administrado a um animal, este geralmente não consegue dormir por muitos dias a partir de então. Portanto, presume-se que a serotonina seja uma substância transmissora associada à produção do sono. ★ A estimulação de algumas áreas do núcleo do trato solitário também pode causar sono. Esse núcleo é a terminação na medula e ponte para os sinais sensoriais viscerais que entram pelos nervos vago e glossofaríngeo. ★ O sono pode ser promovido pela estimulação de diversas regiões do diencéfalo, incluindo (1) a parte rostral do hipotálamo, principalmente na área supraquiasmática, e (2) uma área ocasional nos núcleos difusos do tálamo. POSSÍVEL CAUSA DO SONO REM Não se compreende por que o sono de ondas lentas é interrompido periodicamente pelo sono REM. No entanto, substâncias que mimetizam a ação da acetilcolina aumentam a ocorrência do sono REM. Assim, postula-se que os grandes neurônios secretores de acetilcolina na formação reticular superior do tronco encefálico possam, por meio de suas extensas fibras eferentes, ativar muitas partes do cérebro. Teoricamente, esse mecanismo poderia aumentar a atividade que ocorre em certas regiões do cérebro no sono REM, ainda que os sinais não sejam canalizados de maneira apropriada no cérebro para causar a percepção consciente normal, característica da vigília. CICLO ENTRE SONO E VIGÍLIA Quando os centros do sono não são ativados, os núcleos de ativação (mesencefálicos e reticular superior da ponte) são liberados da inibição, tornando-se, por conseguinte, espontaneamente ativos. Essa atividade espontânea, por sua vez, excita o córtex cerebral e o sistema nervoso periférico, fazendo com que ambos enviem inúmeros sinais de retroalimentação positiva de volta aos mesmos núcleos de ativação reticular para ativá-los ainda mais. Portanto, uma vez que a vigília começa, ela tende naturalmente a se sustentar em razão de toda essa atividade de retroalimentação positiva. Então, depois que o cérebro permanece ativado por muitas horas, até os neurônios no sistema de ativação provavelmente entram em fadiga. Como consequência, o ciclo de retroalimentação positiva entre os núcleos reticulares mesencefálicos e o córtex cerebral se enfraquece, e os efeitos promotores do sono dos centros do sono assumem o controle, levando a uma rápida transição da vigília para o sono. Essa teoria geral poderia explicar as rápidas transições do sono para a vigília e da vigília para o sono. Também elucidaria a excitação – isto é, a insônia que ocorre quando a mente de uma pessoa fica preocupada com um pensamento – e a vigília produzida pela atividade física corporal. ❖ Papel dos neurônios secretores de orexina na excitação e vigília: A orexina (também chamada hipocretina) é produzida por neurônios no hipotálamo que fornecem sinais excitatórios para muitas outras áreas do cérebro onde existem receptores de orexina. Os neurônios secretores de orexina são mais ativos durante a vigília e quase param de disparar durante as ondas lentas e o sono REM. A perda de sinalização de orexina em decorrência de receptores de orexina defeituososou de destruição de neurônios secretores de orexina causa narcolepsia, um transtorno do sono caracterizado por sonolência diurna arrebatadora e ataques repentinos de sono que podem ocorrer mesmo quando uma pessoa está falando ou trabalhando. É possível que pacientes com narcolepsia também apresentem perda repentina do tônus muscular (cataplexia), a qual pode ser parcial ou mesmo grave o suficiente para causar paralisia durante o ataque. Essas observações evidenciam um papel importante dos neurônios secretores de orexina na manutenção da vigília, mas ainda não se sabe como eles contribuem para o ciclo diário normal entre o sono e a vigília. O SONO E SUAS IMPORTANTES FUNÇÕES FISIOLÓGICAS Há poucas dúvidas de que o sono tem funções importantes. Existe em todos os mamíferos. Após sua privação total, geralmente ocorre um período de sono de “recuperação” ou de “rebote”; depois da privação seletiva do sono REM ou do sono de ondas lentas, também há um rebote seletivo desses estágios específicos do sono. Mesmo uma restrição leve de sono durante alguns dias pode degradar os desempenhos cognitivo e físico, a produtividade geral e a saúde de uma pessoa. O papel essencial do sono na homeostase talvez seja mais vividamente demonstrado pelo fato de que ratos privados de sono por 2 a 3 semanas podem realmente morrer. Apesar da óbvia importância do sono, nossa compreensão sobre o que o torna essencial à vida ainda é limitada e obscura. O sono causa dois tipos principais de efeitos fisiológicos: primeiro, efeitos no sistema nervoso e, segundo, em outros sistemas funcionais do organismo. Mamíferos, e até animais invertebrados, dormem mais quando acometidos de doenças infecciosas e não infecciosas. Foi sugerido que o sono induzido por doença é uma resposta benéfica que desvia os recursos de energia do organismo das demandas neurais e motoras para lutar contra lesões infecciosas ou prejudiciais. É certo que a falta de sono acomete as funções do sistema nervoso central. A vigília prolongada frequentemente está associada ao mau funcionamento progressivo dos processos de pensamento e, algumas vezes, até mesmo causa atividades comportamentais anormais. Todos nós estamos familiarizados com o aumento da lentidão de pensamento que ocorre no final de um período prolongado de vigília, mas, além disso, uma pessoa pode ficar irritada ou mesmo psicótica após uma vigília forçada. Portanto, podemos supor que o sono restaura de várias maneiras os níveis regulares de atividade cerebral e o equilíbrio normal entre as diferentes funções do sistema nervoso central. Postula-se que o sono desempenhe muitas funções, incluindo: 1. maturação neural; 2. facilitação do aprendizado ou da memória; 3. eliminação direcionada de sinapses para esquecer informações sem importância que podem desordenar a rede sináptica; 4. cognição; 5. eliminação de produtos residuais metabólicos gerados pela atividade neural no cérebro desperto; 6. conservação de energia metabólica. Existem evidências para cada uma dessas funções, mas as que sustentam essas ideias têm sofrido contestações. Grosso modo, podemos levantar a hipótese de que o principal valor do sono é restaurar o equilíbrio natural entre os centros neuronais, o que seria necessário para a manutenção da saúde. Entretanto, as reais funções fisiológicas específicas do sono permanecem um mistério e continuam sendo objeto de muitas pesquisas. ONDAS CEREBRAIS Registros elétricos da superfície do cérebro, ou mesmo da superfície externa da cabeça, demonstram que há atividade elétrica contínua no cérebro. Tanto a intensidade quanto os padrões dessa atividade elétrica são determinados pelo nível de excitação de diferentes partes do cérebro resultante de sono, vigília ou distúrbios cerebrais, como epilepsia ou mesmo psicoses. As ondulações nos potenciais elétricos registrados, mostrados na Figura 60.2, são chamadas de ondas cerebrais, e todo o registro é chamado de eletroencefalograma (EEG). As intensidades das ondas cerebrais registradas na superfície do couro cabeludo variam de 0 a 200 microvolts, e suas frequências variam de uma vez a cada poucos segundos a 50 ou mais por segundo. O caráter das ondas depende do grau de atividade nas respectivas partes do córtex cerebral, e as ondas mudam acentuadamente entre os estados de vigília, sono e coma. Na maior parte do tempo, as ondas cerebrais são irregulares, não sendo possível distinguir nenhum padrão específico no EEG. Em outras ocasiões, surgem padrões distintos, alguns dos quais são característicos de anormalidades específicas do cérebro, como a epilepsia, que será discutida mais adiante. Em pessoas saudáveis, a maioria das ondas no EEG pode ser classificada como ondas alfa, beta, teta e delta. As ondas alfa são ondas rítmicas que ocorrem em frequências entre 8 e 13 ciclos por segundo e são encontradas nos EEG de quase todos os adultos saudáveis quando eles estão acordados e em um estado de calma e de atividade cerebral em repouso. Essas ondas ocorrem mais intensamente na região occipital, mas também podem ser registradas nas regiões parietal e frontal do crânio. Sua voltagem geralmente é de cerca de 50 microvolts. Durante o sono profundo, as ondas alfa desaparecem. Quando a atenção da pessoa acordada é direcionada a algum tipo específico de atividade mental, as ondas alfa são substituídas por ondas beta, que são assincrônicas e de alta frequência, mas de baixa voltagem. A Figura 60.3 mostra o efeito nas ondas alfa de simplesmente abrir os olhos em luz forte e, em seguida, fechá-los. Observe que as sensações visuais cessam imediatamente as ondas alfa e que estas são substituídas por ondas beta assincrônicas de baixa voltagem. As ondas beta ocorrem em frequências superiores a 14 ciclos por segundo (podendo chegar a 80 ciclos por segundo) e são registradas principalmente nas regiões parietal e frontal durante a ativação específica dessas partes do cérebro. Figura 60.2 Diferentes tipos de ondas cerebrais no eletroencefalograma normal. Figura 60.3 Substituição do ritmo alfa por um ritmo beta assíncrono, de baixa voltagem, quando os olhos são abertos. As ondas tetas têm frequências entre 4 e 7 ciclos por segundo. Elas ocorrem normalmente nas regiões parietal e temporal em crianças, bem como em casos de estresse emocional em alguns adultos, sobretudo durante decepção e frustração. As ondas teta também ocorrem em muitos distúrbios cerebrais, sendo frequentes em estados cerebrais degenerativos. As ondas delta incluem todas as ondas do EEG com frequências inferiores a 3,5 ciclos por segundo e, frequentemente, têm voltagens duas a quatro vezes maiores do que a maioria dos outros tipos de ondas cerebrais. Elas ocorrem durante o sono muito profundo, na infância e em pessoas com doenças cerebrais orgânicas graves. Há também ocorrência delas no córtex de animais que tiveram transecções subcorticais nas quais o córtex cerebral é separado do tálamo. Portanto, as ondas delta podem ocorrer de modo estrito no córtex, independentemente das atividades nas regiões inferiores do cérebro. ORIGEM DAS ONDAS CEREBRAIS A descarga de um único neurônio ou de uma única fibra nervosa no cérebro nunca pode ser registrada da superfície da cabeça. Em vez disso, muitos milhares ou mesmo milhões de neurônios precisam disparar de maneira sincronizada para que seus potenciais sejam somados o suficiente a fim de serem registrados no crânio. Assim, a intensidade das ondas cerebrais é determinada sobretudo pelo número de neurônios que disparam em sincronia uns com os outros, e não pelo nível total de atividade elétrica no cérebro. De fato, intensos sinais nervosos não síncronos costumam anular-se uns aos outros nas ondas cerebrais registradas por causa de polaridades opostas. Esse fenômeno é evidenciado na Figura 60.3, a qual mostra que, quando os olhos estavam fechados, a descarga sincrônica de muitos neurônios no córtex cerebral a uma frequência de cerca de 12 por segundo acabou criando ondas alfa. Já quando os olhos foram abertos, a atividade do cérebro aumentou muito,mas a sincronização dos sinais tornou-se tão pequena que as ondas cerebrais anularam umas às outras. O efeito resultante foram ondas de baixa voltagem de frequência geralmente alta, mas irregular, as ondas beta. ORIGEM DAS ONDAS ALFA Sem conexões corticais com o tálamo, o córtex cerebral não apresenta ondas alfa. Por outro lado, a estimulação na camada inespecífica de núcleos reticulares que circundam o tálamo (ou de núcleos difusos, que se encontram profundamente dentro do tálamo) com frequência cria ondas elétricas no sistema talamocortical a uma frequência entre 8 e 13 por segundo – a frequência natural das ondas alfa. Dessa maneira, acredita-se que as ondas alfa resultem da oscilação de retroalimentação espontânea nesse sistema talamocortical difuso, possivelmente incluindo também o sistema de ativação reticular no tronco encefálico. É possível que essa oscilação cause a periodicidade das ondas alfa e a ativação sincrônica de literalmente milhões de neurônios corticais durante cada onda. ORIGEM DAS ONDAS DELTA A secção das fibras do tálamo para o córtex cerebral bloqueia a ativação talâmica do córtex e, portanto, elimina as ondas alfa. Contudo, ela não bloqueia as ondas delta no córtex. Isso indica que pode haver algum mecanismo de sincronização independente no sistema neuronal cortical – principalmente não dependente das estruturas inferiores do cérebro – para causar as ondas delta. As ondas delta também ocorrem durante o sono profundo de ondas lentas, o que sugere que o córtex é liberado sobretudo das influências ativadoras do tálamo e de outros centros inferiores. Efeito dos níveis variáveis de atividade cerebral na frequência do EEG Existe uma correlação geral entre o nível de atividade cerebral e a frequência média do ritmo do EEG, com esta aumentando progressivamente com graus mais elevados de atividade. Isso é evidenciado na Figura 60.4, que mostra a existência de ondas delta na anestesia cirúrgica e no sono profundo, ondas teta em estados psicomotores, ondas alfa durante estados de relaxamento e ondas beta em períodos de intensa atividade mental ou medo. Durante os períodos de atividade mental, as ondas geralmente se tornam assíncronas em vez de síncronas, de modo que a voltagem cai de maneira considerável, apesar do aumento acentuado da atividade cortical, como mostrado na Figura 60.3. Mudanças no EEG em diferentes estágios de vigília e sono A Figura 60.1 mostra os padrões típicos de EEG em diferentes estágios de vigília e sono. A vigília alerta é caracterizada por ondas beta de alta frequência, enquanto a vigília relaxada geralmente está associada a ondas alfa, como demonstrado pelos dois primeiros EEG da figura. O sono de ondas lentas é dividido em quatro estágios. No primeiro, um estágio de sono leve, a voltagem das ondas EEG torna-se baixa. Esse estágio é quebrado por “fusos de sono” (ou seja, rajadas curtas de ondas alfa em forma de fuso que ocorrem periodicamente). Nos estágios 2, 3 e 4 do sono de ondas lentas, a frequência do EEG torna-se progressivamente mais lenta até alcançar a frequência de apenas uma a três ondas por segundo no estágio 4; essas ondas são ondas delta. Figura 60.4 Efeito dos graus variados de atividade cerebral no ritmo básico do eletroencefalograma. A Figura 60.1 também mostra o EEG durante o sono REM. Muitas vezes, é difícil dizer a diferença entre esse padrão de ondas cerebrais e o de uma pessoa ativa e acordada. As ondas são irregulares e de alta frequência, o que normalmente sugere atividade nervosa dessincronizada, como a encontrada no estado de vigília. ➔ Assim, o sono REM é frequentemente chamado de sono dessincronizado porque há falta de sincronia no disparo dos neurônios, apesar da atividade cerebral significativa.