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Neurofisiologia do Córtex Cerebral 1. ESTRUTURA E ORGANIZAÇÃO DO CÓRTEX CEREBRAL • O córtex cerebral é a camada externa dos hemisférios, com 2-5 mm de espessura, formado principalmente por neurônios. • Possui seis camadas histológicas (I a VI), cada uma especializada: ◦ Camada I: molecular, fibras horizontais (integração local). ◦ Camadas II/III : células granulares e p i r a m i d a i s p e q u e n a s ( a s s o c i a ç ã o intracortical). ◦ Camada IV: células granulares (entrada sensorial, especialmente do tálamo). ◦ Camada V: células piramidais gigantes de Betz (saída motora para medula e tronco). ◦ Camada VI: células fusiformes, projeção para o tálamo. • Tipos celulares predominantes: piramidais (projeção motora), granulares/estreladas (associação e processamento local) , fusiformes (projeções subcorticais). • Fibras corticais: ◦ Associação: ligam áreas corticais do mesmo hemisfério. ◦ Comissurais: ligam hemisférios (corpo caloso, comissura anterior). ◦ Projeção: conectam o córtex a estruturas profundas (tálamo, tronco, medula). • Neurotransmissores principais: ◦ Glutamato (excitatório) ◦ GABA (inibitório) ◦ A c e t i l c o l i n a ( c i r c u i t o s m o t o r e s e aprendizado) ◦ Dopamina (modulação, motivação, função executiva) ◦ Serotonina (regulação do humor) ◦ Noradrenalina (atenção, alerta) ◦ Ocitocina (vínculo) ◦ Substância P, glicina, endorfina, etc. 2. ÁREAS FUNCIONAIS DO CÓRTEX CEREBRAL E PRINCIPAIS NEUROTRANSMISSORES a) Córtex Motor Primário (Área 4 de Brodmann — Giro Pré-central) • Função: execução do movimento voluntário, codificando força, direção e velocidade. • Neurotransmissores: glutamato (excitação), GABA (inibição local), acetilcolina (placa motora). • Homúnculo motor: organização somatotópica, maior área para regiões de alta precisão (mão, face). b ) Á r e a P r é - m o t o r a ( Á r e a 6 ) e M o t o r a Suplementar • Função : planejamento, sequenciamento, programação motora, aprendizado motor. • Neurotransmissores : glutamato , GABA ; modulada por dopamina (via gânglios da base). c) Córtex Somatossensorial Primário (Áreas 3, 1, 2 — Giro Pós-central) • Função: percepção de tato, dor, temperatura, pressão, propriocepção. • Neurotransmissores: glutamato, substância P, GABA. d) Córtex Visual Primário (Área 17 — Lobo Occipital) • Função: processamento inicial da visão (cor, forma, direção). • Neurotransmissores: glutamato (excitação), GABA (contraste e refinamento). e) Córtex Auditivo Primário (Áreas 41/42 — Giro Temporal Superior) • Função: análise de frequência, intensidade, localização dos sons. • Neurotransmissores: glutamato, GABA. f) Área de Broca (Área 44 — Hemisfério dominante, geralmente esquerdo) • Função: produção e planejamento motor da fala. • Neurotransmissores: glutamato, dopamina (via gânglios da base). • Lesão: afasia motora (fala não fluente, compreensão preservada). g) Área de Wernicke (Áreas 39/40 — Giro temporal posterior) • Função: compreensão da linguagem (fala e leitura), integração sensorial. • Neurotransmissores: glutamato, dopamina, serotonina. • Lesão: afasia sensorial (fala fluente, sem sentido, compreensão prejudicada). h) Córtex Pré-frontal (Áreas 9, 10, 11, 46, 47) Máyra Dias T38 • Função: planejamento, julgamento, tomada de decisão, memória de trabalho, atenção, controle emocional. • Neurotransmissores: dopamina (motivação e foco), noradrenalina (atenção), serotonina (humor), GABA (inibição de impulsos). i) Córtex Límbico, Giro do Cíngulo, Orbitofrontal • Função: emoções, comportamento social, motivação, tomada de decisão afetiva, regulação do sofrimento psíquico. • N e u r o t r a n s m i s s o r e s : d o p a m i n a (recompensa), serotonina (bem-estar), ocitocina (vínculo), noradrenalina (alerta). j) Hipocampo • Função: consolidação da memória declarativa (curto → longo prazo), navegação espacial. • Neurotransmissores: glutamato, acetilcolina, GABA. k) Amígdala • Função: processamento do medo, resposta de alerta, agressividade, condicionamento emocional. • N e u r o t r a n s m i s s o r e s : n o r a d r e n a l i n a , adrenalina, dopamina, GABA. 3. VIAS MOTORAS E SISTEMAS DE CONTROLE • S i s t e m a p i r a m i d a l ( c ó r t e x → t r a t o corticoespinal lateral e ventral): ◦ Controle voluntário direto dos músculos esqueléticos. ◦ Decussação das fibras nas pirâmides bulbares (controle contralateral). • Sistema extrapiramidal: ◦ Tratos rubroespinal, vestíbuloespinal, reticuloespinal, tectoespinal. ◦ Controle do tônus, postura, reflexos automáticos e ajustes finos do movimento. • Gânglios da base: ◦ Núcleo caudado, putâmen, globo pálido, substância negra, núcleo subtalâmico. ◦ Seleção e início de programas motores, ajuste postural, inibição de movimentos indesejados. ◦ Doenças: Parkinson (↓dopamina SNpc), Huntington (perda GABAérgica). • Cerebelo: ◦ Coordenação motora fina, equilíbrio, ajuste do tônus, aprendizado motor. ◦ L e s ã o : a t a x i a , t r e m o r i n t e n c i o n a l , nistagmo. 4. SINAPSES, POTENCIAIS DE AÇÃO E MECANISMOS MOLECULARES • Sinapse química: ◦ Chegada do potencial de ação abre canais d e c á l c i o → l i b e r a ç ã o d e neurotransmissores (ex: acetilcolina). ◦ O neurotransmissor liga-se ao receptor p ó s - s i n á p t i c o , g e r a n d o p o t e n c i a l excitatório (entrada de Na+) ou inibitório (entrada de Cl⁻/saída de K+). ◦ Enzima acetilcolinesterase degrada acetilcolina (parada do sinal). ◦ Miastenia gravis: autoanticorpos contra receptores nicotínicos → fraqueza muscular progressiva. • Sinapse elétrica: ◦ Ocorre via junções comunicantes (gap junctions), especialmente no miocárdio, algumas áreas corticais. • Potencial de ação: ◦ D e s p o l a r i z a ç ã o (ent rada de Na+) , r e p o l a r i z a ç ã o ( s a í d a d e K + ) , hiperpolarização (entrada de Cl ⁻ ou excesso de K+). ◦ Fármacos: diazepam , clonazepam (↑ GABA-A, entrada de Cl⁻), morfina (↑ K+, hiperpolarização). 5. APRENDIZAGEM, MEMÓRIA E PLASTICIDADE • Tipos de memória: ◦ Curto prazo: segundos-minutos, circuitos reverberantes , modulação qu ímica transitória. ◦ Memória de trabalho: sustentada pelo córtex pré-frontal, manipulação temporária de informações. ◦ Intermediária: dias-semanas, alterações químicas mantidas. ◦ Longo prazo: meses-anos, exige síntese proteica, formação de novas sinapses (plasticidade estrutural). • Consolidação: ◦ Repetição reforça circuitos e conexões. ◦ Hipocampo: essencial para consolidar m e m ó r i a d e c l a r a t i v a ( a m n e s i a s anterógradas em lesão bilateral). ◦ Córtex associativo: armazena conteúdos consolidados. • Mecanismos: Máyra Dias T38 ◦ Facilitação sináptica (memória positiva): e s t i m u l a ç ã o r e p e t i d a ↑ l i b e r a ç ã o neurotransmissora. ◦ H a b i t u a ç ã o ( m e m ó r i a n e g a t i v a ) : exposição repetida a estímulo irrelevante ↓ resposta sináptica. ◦ Plasticidade sináptica: LTP (potenciação de longa duração), LTD (depressão de longa duração). • Regiões específicas: ◦ Hipocampo (consolidação) ◦ Córtex pré-frontal (trabalho/executiva) ◦ Gânglios da base/cerebelo (memória procedimental) 6. EMOÇÕES, SISTEMA LÍMBICO E REPERCUSSÕES CLÍNICAS • Sistema límbico: ◦ Amígdala, hipocampo, giro do cíngulo, hipotálamo, córtex orbitofrontal. • Função: processamento de emoções básicas (medo, prazer, raiva, alerta, motivação, vínculo). • Neurotransmissores: ◦ Dopamina : sistema de recompensa, motivação, prazer (vícios, depressão, esquizofrenia). ◦ Serotonina: humor, regulação emocional, ansiedade, sono. ◦ O c i t o c i n a : empat ia , v ínculo socia l , confiança. ◦ Noradrenalina/adrenalina: alerta, resposta ao estresse agudo, luta ou fuga. ◦ GABA: regulação da ansiedade, efeito calmante. • Efeitos somáticos das emoções: ◦ Ativação simpática: aumento deFC, PA, FR, sudorese. ◦ D i s f u n ç õ e s e m o c i o n a i s : c r i s e s hipertensivas, distúrbios gastrointestinais, herpes zóster, fibromialgia, insônia. • Lesões: ◦ Lesão bilateral da amígdala: ausência de medo, diminuição de agressividade, possível imprudência. ◦ Disfunção límbica: depressão, ansiedade, alterações de memória e motivação. 7 . A P L I C A Ç Õ E S C L Í N I C A S I N T E G R A D A S — EXEMPLOS E SÍNDROMES AVC (Acidente Vascular Cerebral) na Artéria Cerebral Média Esquerda • Sintomas: ◦ Hemiparesia braquiofacial direita (motora primária do hemisfério esquerdo → decussação piramidal). ◦ Afasia de expressão (área de Broca). ◦ Sensibilidade preservada ou acometida, dependendo da extensão. • Diagnóstico: síndrome do neurônio motor superior (espasticidade, hiperreflexia, reflexo de Babinski positivo). • Lesão: córtex motor primário e área de Broca (hemisfério dominante). • Exemplo clínico: ◦ Paciente lúcido, compreensão preservada, mas não fala ou escreve espontaneamente. ◦ Reflexos alterados: grau 2 à esquerda, 4 à direita. ◦ Paralisia facial proporcional à lesão corticoespinal. • Mecanismo fisiopatológico : obstrução embólica, isquemia do território da artéria cerebral média, acometendo córtex pré- central e área de Broca. Outras síndromes clínicas • D o e n ç a d e P a r k i n s o n : d e g e n e r a ç ã o dopaminérgica da substância negra pars compacta (SNpc) dos gânglios da base → bradicinesia, tremor de repouso, rigidez, alteração postural. • Doença de Alzheimer: déficit colinérgico no hipocampo e córtex associativo → perda de memória recente, progressiva. • Miastenia gravis: autoimunidade contra receptores de acetilcolina → fadiga, fraqueza muscular, crise miastênica. • A n s i e d a d e e d e p r e s s ã o : r e d u ç ã o d e serotonina, noradrenalina, dopamina em diversas áreas corticais e límbicas. • Esquizofrenia: hiperfunção dopaminérgica mesolímbica, hipoatividade mesocortical. • Fibromialgia: hiperexcitabilidade límbica e do t r a t o e s p i n o t a l â m i c o , d i s f u n ç ã o serotoninérgica. 8. RESUMO DAS PRINCIPAIS CORRELAÇÕES ENTRE ÁREAS, FUNÇÕES E NEUROTRANSMISSORES • Córtex motor primário (área 4) → Movimento vo luntár io , força/di reção/precisão → Glutamato, GABA, acetilcolina → Paralisia espástica • Área pré-motora (área 6) → Planejamento motor, sequências aprendidas → Glutamato, GABA, dopamina → Apraxia motora Máyra Dias T38 • Área somatossensorial (3,1,2) → Tato, dor, temperatura, propriocepção → Glutamato, GABA, substância P → Anestesia/localização • Área visual primária (17) → Processamento visual → Glutamato, GABA → Cegueira cortical • Á r e a a u d i t i v a p r i m á r i a ( 4 1 , 4 2 ) → Processamento auditivo → Glutamato, GABA → Surdez cortical • Área de Broca (44) → Fala (expressão), articulação → Glutamato, dopamina → Afasia motora • Área de Wernicke (39/40) → Compreensão da linguagem → Glutamato, dopamina, serotonina → Afasia sensorial • Córtex pré-frontal → Planejamento, memória de trabalho, julgamento → Dopamina, noradrenal ina, serotonina → Apatia/ desatenção • Córtex límbico, cíngulo, orbitofrontal → Emoção, motivação, comportamento social → D o p a m i n a , s e r o t o n i n a , o c i t o c i n a → Depressão/ansiedade • H i p o c a m p o → Memór ia declarat iva , consolidação → Glutamato, acetilcolina, GABA → Amnésia anterógrada • Amígdala → Medo, alerta, agressividade, v ínculo emocional → Noradrenal ina , dopamina, GABA → Indiferença emocional • Gânglios da base → Seleção/início do movimento, ajuste postural → Dopamina, GABA, acetilcolina → Parkinson, distonia • Cerebelo → Coordenação motora, equilíbrio, ajuste do tônus → Glutamato, GABA → Ataxia, dismetria • Máyra Dias T38