2. Introd. Sistema Sensorial e metodos de pesquisa em Neurociência(2)

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Sistema Somatosensorial – Somestesia
Tato/pressão/vibração: percepção sobre as características dos objetos que tocam a pele.
Termorrecepção: percepção da temperatura dos objetos e do ar.
Nocicepção: percepção de estímulos que causam lesão tecidual.
Propriocepção: percepção da posição estática e dinâmica do corpo.
Princípios Gerais:
Receptores de adaptação rápida (fásicos): 
Adaptação rápida;
Fornecem informações sobre a variação do estímulo (inicio-fim, veloc.);
O estímulo está presente, mas o receptor acusa como se não estivesse.
Receptores de adaptação lenta (tônicos):
Adaptação lenta;
Informações sobre intensidade e duração;
O receptor informa o cérebro continuamente sobre a presença do estímulo.
Campo receptivo: Corresponde à região que, quando estimulada, evoca atividade nos neurônios sensitivos periféricos e centrais da via sensorial. O que determina o tamanho do campo receptivo é o grau de convergência dos neurônios de primeira ordem para aqueles de segunda e terceira ordem.
Discriminação entre 2 pontos: Quanto maior a capacidade de resolução espacial, maior é a densidade de receptores com campos receptivos pequenos e maior a área cortical dedicada para o processamento da informação dessa região do corpo
Localização do estímulo: Inibição lateral – localiza o tamanho do campo receptivo e acentua a acuidade do sistema sensorial. 
Estímulo A resposta do neurônio primário é proporcional à força do estímulo A via mais próxima ao estímulo inibe seus vizinhos A inibição dos neurônios laterais aumenta a percepção do estímulo. 
Intensidade do estímulo:
Componentes do sistema sensorial: 
Receptor: terminação nervosa sensível ao estímulo que caracteriza a via.
Trajeto periférico: nervo espinhal ou cranial e o seu respectivo gânglio sensitivo – neurônio de 1a ordem.
Trajeto central: outros neurônios centrais que processam a informação – neurônio de 2a e 3a ordem.
Área de projeção cortical: neurônios corticais que interpretam a informação
- Receptores – transdução sensorial
Conversão dos estímulos sensoriais em impulsos nervosos. 
Exemplo: receptores mecânicos 
– deformação mecânica da membrana leva a abertura de um canal iônico.
 
Sensibilidade cutânea:
A pele é um órgão sensorial que permite reconhecer sensações como tato, pressão, temperatura e vibração.
Tato/pressão e vibração (mecanorreceptores): meissner, merkel, ruffini e paccini, receptor do folículo piloso 
Temperatura (termorreceptores): terminações nervosas livre 
Dor (nociceptores): terminações nervosas livres
- Mecanorreceptores da pele:
Discos de Merkel: 
Receptores de extremidade expandida em forma de disco 
Presentes principalmente nas pontas dos dedos das mãos 
Transmissão de sinais contínuos e estáveis (percepção prolongada) 
Adaptação lenta – Pressão
Corpúsculo de Meissner 
Receptor encapsulado, presente na pele glaba (sem pêlo) 
Adaptação rápida - Estímulos vibratórios e mov. de objetos leves, toque.
Corpúsculos de Pacini 
Receptor encapsulado, presente em camadas mais profundas da pele
Adaptação rápida – Mov. vibratórios rápidos 
Corpúsculos de Ruffini 
Receptor encapsulado, presente na derme profunda 
Adaptação lenta - Estiramento 
Órgão Terminal Piloso 
Situado na base dos pêlos e cílios 
Adaptação rápida (podem ser adaptação lenta em alguns animais) 
Sensíveis a objetos que passam rapidamente pela pele
- Termorreceptores:
Terminações Nervosas Livres 
Presentes sobre toda a pele 
Receptor de potencial transitório 
TRP – transient receptor potential ion Chanel
- Dor:
Sensação desagradável cuja experiência emocional está associada com estímulos de lesão tecidual real ou potencial.
EXPERIÊNCIA SENSORIAL 
Dor rápida (percepção objetiva) 
Dor lenta (percepção subjetiva) 
RESPOSTA MOTORA 
Somáticas: reflexo de retirada/ vocalização/ expressão facial/ choro
Viscerais: Sudorese/ vasoconstrição periférica/ náuseas, vômitos
EXPERIÊNCIA PSICOLÓGICA 
Ansiedade, depressão (dor crônica) 
Sofrimento 
Alterações de comportamento
- Nocicepção:
Conjunto de eventos neurais de detecção dos estímulos nocivos, conversão em impulsos nervosos e transmissão para o SNC.
Nociceptores 
Amplamente espalhados em todos os tecidos, com exceção do tecido nervoso.
Terminações livres: respondem a estímulos térmicos, mecânicos e químicos nocivos.
Propriocepção:
Receptores: fusos musculares; órgãos tendinosos de Golgi, receptores articulares
Receptores de adaptação lenta: posição da articulação 
Receptores de adaptação rápida: velocidade e aceleração dos movimentos articulares
- Transmissão dos sinais ao SNC:
A partir da entrada na medula espinhal os sinais são enviados até o encéfalo por meio de uma das duas vias sensoriais principais:
Coluna dorsal – via do lemnisco medial: Transmissão de informação de mecanorreceptores mais precisos.
Coluna – ântero lateral: Termorreceptores, nociceptores e mecanorreceptores mais abrangentes.
- Mapa somatossensorial:
A distorção é proporcional à densidade de receptores sensoriais e de tecido nervoso dedicado ao processamento das respectivas informações.
- Movimentos voluntários:
Expressam a vontade consciente do indivíduo 
Amplamente aprendidos
Maior grau de complexidade
- Movimentos reflexos:
Expressam reações a determinados estímulos sensoriais 
Inatos e estereotipados 
Não dependem de experiência prévia
Divisão do sistema nervoso motor
- Somático (Fibras musculares esqueléticas): formam o tecido muscular esquelético; são responsáveis pela execução de atividades voluntárias e reflexas do organismo.
- Visceral (Fibras musculares cardíacas): formam o coração que funciona como uma bomba ejetora cíclica, propulsionando o sangue através dos vasos.
- Visceral (Fibras musculares lisas): formam os demais órgãos viscerais do corpo (bexiga, trato gastrointestinal, útero, etc).
Anatomia da junção neuromuscular:
Características:
Placa motora: região especializada da membrana do músculo onde ocorre a neurotransmissão (sinapse)
Botões sinápticos - liberação do transmissor acetilcolina (Ach)
Pregas juncionais – ricas em receptores nicotínicos da Ach
Placa motora
As fibras musculares são células excitáveis: geram PEPS (potencial de placa motora) e PA.
Processo de excitação da fibra muscular
1. Potencial de ação chega à terminação sináptica no neurônio motor 
2. Ocorre liberação de acetilcolina na junção neuromuscular 
3. Acetilcolina se liga ao receptor nicotínico no sarcolema 
4. Abertura do canal de Na+ e K+ (que permite um maior influxo de Na+) 
5. Entrada de Na+ na fibra muscular leva a despolarização (potencial de placa motora) 
6. Abertura de canais de Na+ voltagem dependentes levando ao disparo de um potencial de ação na FIBRA e liberação de Ca++ pelo retículo sarcoplasmático 
7. Aumento do Ca++ intracelular leva à contração das fibras motoras
Músculo esquelético:
A unidade motora
Conjunto formado pelo motoneurônio e as fibras musculares que este inerva.
Receptores musculares:
Fusos musculares
- Órgãos tendinosos de Golgi
Estimulados pela TENSÃO produzida pelas fibras musculares ao se contraírem 
Quando estimulados enviam sinais para a MEDULA ESPINHAL que devolvem uma resposta de INIBIÇÃO REFLEXA no neurônio motor do músculo respectivo
Evita o desenvolvimento de tensões excessivas no músculo.
Córtex Motor
- Planejamento e direcionamento dos movimentos voluntários.
- Áreas do neocórtex envolvidas no controle dos movimentos voluntários: M1 – córtex motor primário, AMS - área motora suplementar e APM - área pré-motora.
Homúnculo motor
Córtex motor primário: A estimulação de determinadas áreas do córtex motor primário produz movimentos localizados em uma região particular do corpo.
Gânglios da base
Envolvidos com o planejamento motor.
- Formado por vários núcleos: 
Núcleo estriado(caudado, putâmem e n. accumbens) 
Globo Pálido 
Substância negra (pars compacta e pars reticulada) 
Núcleo subtalâmico
Cerebelo
Encarregado de fazer ajustes nos movimentos por meio de conexões com o córtex motor e núcleos motores do tronco encefálico.
Manutenção da postura 
Orientação no espaço
Movimentos acurados e finos 
Coordenação de movimentos, especialmente os de natureza rápida e repetida
Auxilia na sequência de atividade motoras, monitora e faz os ajustes das atividades motoras provocadas por outras regiões cerebrais 
Compara os movimentos reais, detectados pela informação trazida por feedback sensorial, com os movimentos pretendidos pelo sistema motor
Princípios de metodologia científica e Métodos em Neurociências
	Delineamento da pesquisa: Por delineamento (design, em inglês) entende-se o planejamento da pesquisa em sua dimensão mais ampla, que envolve os fundamentos metodológicos, a definição dos objetivos, o ambiente da pesquisa e a determinação das técnicas de coleta e análise de dados.
	Considerações do delineamento:
• Escolha de métodos apropriados
• Determinação dos grupos experimentais 
 •Controles experimentais adequados 
 • Distribuição randomizada dos grupos
• Determinação das variáveis 
• Variáveis dependentes 
• Variáveis independentes 
• Prever antecipadamente a análise estatística que será empregada 
• Conhecimento dos testes estatísticos e aplicações 
• Determinação do tamanho da amostra (“n” apropriado)
	Grupos experimentais:
	• Grupo controle experimental (grupo não tratado) 
– É o grupo que não recebe o tratamento experimental 
	• Grupo experimental (ou grupo tratado) 
– Grupo que recebe o tratamento/manipulação experimental 
– É o grupo planejado para responder a uma questão experimental 
	• Grupo controle positivo (ou grupo padrão) 
– Também pode ser chamado de tratamento padrão 
– Corresponde a intervenção mais conhecida ou a mais indicada
Em alguns casos é conveniente incluir ainda controles negativos
	O indivíduo como seu próprio controle
	• Medidas repetidas realizadas com o mesmo “sujeito” 
– Vantagem: minimiza as diferenças individuais; melhora sensibilidade 
– Só pode ser feita quando o primeiro evento não afeta o segundo.
	• Exemplos: 
– Medida basal X experimental
– Comparação contra-lateral 
– Estudo cruzado 
	• Desvantagens: 
– O basal nem sempre é o controle ideal. 
– Pode ocorrer influências do tempo, aprendizagem, estresse, etc
Variáveis: definições 
• Variável é tudo aquilo que pode assumir diferentes valores numéricos 
– ex: idade, peso, temperatura, concentração, etc 
– OBS: há variáveis não numéricas também: sexo, linhagem 
• As variáveis experimentais são os fatores que podem influenciar nos resultados e muitas vezes constituem o próprio objeto de estudo
• Variável independente 
– Também chamadas de variáveis explicativas ou fatores 
– São as variáveis manipuladas pelo experimentador 
– Geralmente constituem os grupos do estudo 
• Variável dependente 
– Também chamadas de variáveis resposta 
– Representam aquilo que será medido 
• Variações de uma variável podem levar a variações de outra. 
– A variável causadora é a variável independente 
– A consequência é a variável dependente
Planejamento estatístico 
– Grupos de comparação (número de grupos, quais comparações fazem sentido, etc)
 – Variáveis envolvidas 
– Tipo de medida (repetida ou não) 
– Níveis de mensuração 
– Tipo de dados produzidos 
• Considerações posteriores: 
– O resultado obedece a distribuição normal 
– Variabilidade do estudo e homogeneidade das variâncias 
– Outras particularidades do teste
Propósitos da estatística 
• A estatística permitirá avaliar se as diferenças obtidas entre as médias de dois ou mais grupos são casuais ou se realmente existe uma diferença “estatisticamente significante” 
• p = probabilidade de erro, ou seja, que a diferença tenha ocorrido ao acaso - geralmente emprega-se p < 0,05 (5%) ou 0,01 (1%)
	Métodos de Pesquisa 
• Existem duas abordagens principais:
 – Métodos correlacionais 
– Métodos experimentais
	Tipos de correlação 
• Correlação positiva e negativa 
– Valores próximos de 0 (zero) possuem baixa correlação 
– Correlação não implica necessariamente casualização
	Causalidade 
• Os seguintes requerimentos são vistos como importantes no entendimento científico: 
– Identificação das causas 
• Qual ou quais são os fatores que colaboraram para a ocorrência de um evento 
– Correlação dos eventos 
• As causas precisam se correlacionar com as observações 
– Ordem dos eventos 
• As causas precisam preceder no tempo os efeitos observados
Método experimental 
• Permitem a manipulação de variáveis para avaliar as causas de um fenômeno 
– Formulação de hipóteses experimentais
	Técnicas estereotáxicas 
- Implantação de cânulas e eletrodos 
- Administração de drogas 
- Produção de lesões em estruturas cerebrais 
- Medidas de alterações elétricas e químicas 
- Eletrofisiologia Microdiálise
	Técnicas histológicas 
- Método de Golgi 
- Cresil violeta (Nissl stain) 
- Imunohistoquímica 
 	- DAB 
- Autoradiografia 
- ex. Fluoro-Gold
	Estudos de “microarray”
• Expressão gênica diferencial 
– Avaliação de genes relacionados ou não em uma microplaca (microchip) 
– Incubação com DNAc marcado com fluorocromo
	Diversos níveis da pesquisa 
– In vitro, in vivo, in silico 
– Pré-clínico, clínico
Modelos animais 
• Cuidados e limitações 
– Análise etológica: é importante levar em consideração o comportamento natural dos animais, bem como sua fisiologia 
• Ex: reflexo do vômito em animais 
- Muitas doenças psiquiátricas (entre outras) são características do homem e não podem ser observadas em animais 
• Ex: mania, ilusões paranóicas, tendência suicida e mesmo a enxaqueca
 – Subjetividade é uma limitação deste modelos
 – Automação X observação direta
Registro de atividade e imagem cerebral 
- Eletroencefalografia (EEG) 
- Imageamento cerebral 
- Imagem por ressonância magnética (MRI) 
- Tomografia computadorizada (CT) 
- Ressonância magnética funcional (fMRI) 
- Tomografia por emissão de pósitron (PET)