aula 09 Funções Cerebrais Superiores do Sistema Nervoso

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Ritmos biológicos – sono e vigília
Por que o sono é considerado um estado ativo?
É necessário que haja atividade neural do tronco encefálico para o córtex cerebral para que possamos dormir.
Durante o sono nosso cérebro consome a mesma quantidade ou até mais oxigênio do que quando estamos acordados
Ciclo sono-vigília
Ritmo circadiano: ocorre em torno de 1 dia;
Possui periodicidade endógena de cerca de 25h, mas normalmente fica preso ao ciclo dia-noite;
Essa fixação pode ser alterada quando estamos isolados do meio ambiente ou por mudança de fuso horário (jat lag)
Eletroencefalograma e as ondas cerebrais
A atividade elétrica do córtex é registrada por meio de eletródios colocados na superfície do cérebro;
Alterações características do EEG podem ser correlacionadas com variações comportamentais durante o ciclo sono-vigília;
Ciclo sono-vigília
Vamos pensar em um adulto normal acordado e que está relaxado, com os olhos fechados:
As frequências dominantes registradas no EEG nos lobos parietal e occipital são de 8 a 13 Hz, o ritmo ALFA – predomina quando estamos relaxados;
Se for solicitado ao indivíduo que abra seus olhos, o EEG fica menos sincronizado e a frequência dominante varia de 13 a 30 Hz, é o ritmo BETA – predomina quando estamos acordados.
Os ritmos delta (0,5 a 4 Hz) e teta (4 a 7 Hz) são observados durante o sono.
Quando começamos a dormir passamos sequencialmente por 4 estágios do sono de ondas lentas, (referidos como estágio 1 a 4), em período de 30 a 45 minutos;
Estágio 1: as ondas alfa estão entremeadas por ondas de menor frequência (3 a 7 Hz), chamadas ondas teta. 
Ciclo sono-vigília
Estágio 2: o EEG fica ainda mais lento, mas a atividade de ondas lentas é interrompida por fusos do sono, que representam salvas de atividade de 12 a 14 Hz, e por grandes complexos K (potenciais grandes e lentos). 
Ciclo sono-vigília
Estágio 3: está associado às ondas delta, que ocorrem em frequências de 0,5 a 2 Hz, e a fusos do sono ocasionais. 
Estágio 4: é caracterizado pelas ondas delta – sono profundo 
Ciclo sono-vigília
Durante esta fase do sono ajustamos a postura corporal sem comando do encéfalo para isso
Durante o sono de ondas lentas os músculos do corpo relaxam, mas a postura é ajustada intermitentemente. 
A FC e a pressão sanguínea diminuem e a motilidade gastrointestinal aumenta.
A facilidade com que os indivíduos podem ser acordados diminui progressivamente à medida que passam pelos estágios do sono.
Ao acordarem, os indivíduos passam pelos estágios do sono no sentido inverso. 
Ciclo sono-vigília
A cada 90 minutos, aproximadamente, o sono de ondas lentas muda para uma forma diferente de sono, chamado de sono de movimentos rápidos dos olhos (REM).
No sono REM, o EEG perde novamente sua sincronização. A atividade de baixa voltagem e frequência rápida do sono REM é semelhante ao EEG do indivíduo acordado 
Ciclo sono-vigília
Sono REM
 A semelhança do EEG com o de indivíduo acordado e a dificuldade para acordar a pessoa sugeriu o termo sono paradoxal para esse tipo de sono.
 O tônus muscular é completamente perdido (com exceção dos músculos dos olhos e respiratórios);
Pode ocorrer ereção do pênis durante esse tipo de sono.
A FC, a pressão arterial e a frequência respiratória mudam intermitentemente
Diversos episódios de sono REM ocorrem todas as noites.
A maioria dos sonhos ocorre durante o sono REM.
A proporção entre o sono de ondas lentas (não-REM) e o sono REM varia com a idade:
 Recém-nascidos passam cerca de metade do seu sono na fase REM;
 Pessoas idosas têm pouco sono REM. 
 20% a 25% do sono de adultos jovens correspondem ao sono REM.
 O mecanismo do sono não é inteiramente conhecido. 
Sono REM
Sistema de ativação reticular
A estimulação da formação reticular do tronco cerebral, conhecida como o sistema de ativação reticular, causa o despertar e atividade rápida e de baixa voltagem no EEG;
 Acreditava-se que o sono fosse causado por redução no nível de atividade no sistema de ativação reticular. 
Entretanto observações de que a anestesia da porção inferior do tronco cerebral leva ao despertar e a estimulação do bulbo próximo ao núcleo do trato solitário pode induzir o sono, sugerem que o sono seja processo ativo
Sono
Têm-se tentado relacionar os mecanismos do sono a redes no tronco cerebral que usam determinados neurotransmissores, como serotonina, norepinefrina e acetilcolina;
pois manipulações nos níveis desses neurotransmissores afetam o ciclo sono-vigília
Sono
A fonte da periodicidade circadiana no cérebro parece ser o núcleo supraquiasmático do hipotálamo. 
Esse núcleo recebe projeções da retina e seus neurônios parecem formar um relógio biológico que se adapta ao ciclo luz-escuridão. 
A glândula pineal sintetiza a melatonina
Áreas cerebrais responsáveis pela produção do sono
Núcleos da rafe (metade inferior da ponte e do bulbo) 
Hipotálamo (Núcleo supraquiasmático)
Tálamo 
Núcleo do trato solitário (bulbo)
GH = Hormônio do crescimento
Importante
Durante o sono secretamos o hormônio do crescimento;
O sono favorece a neurogênese
Linguagem e Fala
A fala tem um forte componente neurobiológico inato relacionado ao aprendizado e repetição logo nos primeiros meses de vida pela escuta dos adultos falando e pela prática da emissão de sons.
 A escrita é uma construção cultural cuja aprendizagem depende de um ensino formal mais prolongado e trabalhoso;
Dominância cerebral
Na maioria das pessoas, o hemisfério esquerdo do cérebro é o hemisfério dominante no que diz respeito à linguagem.
 o fato de a pessoa ser canhota demonstra dominância sensorial-motora do hemisfério direito, mas na maioria das pessoas canhotas o hemisfério esquerdo ainda é o hemisfério dominante para a linguagem.
CURIOSIDADE
Áreas cerebrais 
envolvidas
 na linguagem
Áreas cerebrais envolvidas na linguagem
Diversas áreas no hemisfério esquerdo estão envolvidas na linguagem. 
A área de Wernicke é uma área centrada na parte posterior do giro temporal superior por trás do córtex auditivo. 
Lesão desta área resulta em afasia receptiva, na qual o indivíduo tem dificuldade de entender a linguagem falada e escrita; a produção da linguagem permanece fluente, mas sem sentido.
Outra área importante da linguagem, a área de Broca, fica na parte posterior do giro frontal inferior.
Lesão nesta área causa afasia expressiva, em que os indivíduos apresentam dificuldade na fala e na escrita, apesar de entenderem a linguagem relativamente bem. 
Áreas cerebrais envolvidas na linguagem
Transferência Inter-hemisférica
Os dois hemisférios cerebrais podem funcionar independentemente, como no caso da linguagem. 
Entretanto, as informações devem ser transferidas entre os hemisférios para coordenar a atividade nos dois lados do corpo.
Pois, cada hemisfério deve saber o que o outro está fazendo. Boa parte da informação é transmitida entre os dois hemisférios pelo corpo caloso
Mostrar através da imagem que se há uma lesão ou secção nas estruturas que conectam os 2 hemisférios as informações não são trocadas e de que maneira isso interfere na fala
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Transferência Inter-hemisférica
 O quiasma óptico permaneceu intacto. O direcionamento da informação visual para um dos hemisférios foi possível pedindo-se que o paciente fixasse sua visão em ponto em uma tela. A imagem do objeto foi mostrada em um lado do ponto de fixação, de forma que a informação visual sobre a foto só atingisse o hemisfério contralateral. Uma abertura sob a tela permitia que o paciente manipulasse os objetos que não podiam ser vistos. Os objetos incluíam os mostrados nas fotos projetadas. Indivíduos normais eram capazes de localizar o objeto correto com qualquer uma das mãos. Porém, os pacientes em que o corpo caloso foi seccionado só podiam localizar o objeto correto com a mão ipsilateral à imagem projetada (contralateral ao hemisfério que não recebeu a informação visual). A informaçãovisual deve ter tido acesso às áreas somatossensoriais e motoras do córtex para que a mão explorasse e reconhecesse o objeto correto. Com o corpo caloso seccionado, as áreas visuais e motoras só estão interconectadas no mesmo lado do cérebro. Em outro teste, foi pedido ao paciente que identificasse verbalmente o objeto visto na foto. O paciente apresentava resposta verbal correta à imagem projetada à direita do ponto de fixação e, portanto, a informação visual só atingiu o hemisfério esquerdo (dominante para a linguagem). Entretanto, o paciente não podia identificar verbalmente a foto apresentada ao campo visual esquerdo, de forma que a informação visual alcançou apenas o hemisfério direito. A mesma coisa ocorre com a area motora. As áreas de linguagem no lado esquerdo não podem influenciar as áreas motoras à direita, a não ser que o corpo caloso esteja intacto
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Funções que parecem estar mais associadas ao hemisfério direito
funções que parecem estar mais associadas ao hemisfério direito do que com o esquerdo:
Expressão facial
Linguagem corporal 
Entonação da fala
O corpo caloso promove a coordenação entre os dois hemisférios. Pacientes com o corpo caloso seccionado não apresentam coordenação.
Por exemplo:
- quando eles estão se vestindo, uma das mãos pode abotoar a camisa enquanto a outra tenta desabotoar. A observação desses pacientes indica que os dois hemisférios podem atuar independentemente quando não estão mais interconectados, Porém, um hemisfério pode se expressar com a linguagem, enquanto o outro se comunica apenas de modo não verbal
Transferência Inter-hemisférica
A depender da atividade que iremos realizar envolvendo a fala ativamos áreas diferentes do nosso córtex
Aprendizado e Memória
São as principais funções dos níveis superiores do sistema nervoso. 
Aprendizado: mecanismo neural pelo qual um indivíduo muda seu comportamento como resultado da experiência;
Memória: mecanismo de armazenamento do que foi aprendido. 
Aprendizado e Memória
O circuito neural envolvido na memória e no aprendizado nos mamíferos é complexo e consequentemente difícil de ser estudado. 
Alternativas para estudar circuitos neurais da memória e aprendizado
 Estudos em animais com sistemas nervosos mais simples como os invertebrados;
O que se percebeu?
Comportamentos como: 
Habituação - aprende a não responder a estímulos insignificantes e repetitivos
Sensibilização - aumento da capacidade de resposta a estímulos inócuos que se seguem à apresentação de estímulo forte ou nocivo;
Condicionamento associativo - aprender a responder a evento previamente insignificante depois que foi associado a um estímulo significativo. 
Potenciação a Longo Prazo
Outro modelo de aprendizado é dado pelo fenômeno sináptico chamado de potenciação a longo prazo (LTP). 
Tem sido descrita no hipocampo, neocórtex e em outras partes do sistema nervoso;
 A ativação repetitiva de via aferente para o hipocampo ou ativação repetitiva das conexões intrínsecas aumenta a resposta das células piramidais.
As respostas aumentadas (a LTP) dura por várias horas e, até mesmo, vários dias a semanas.
Potenciação a Longo Prazo
Memória
Existem estágios do armazenamento da memória:
Memória de curto prazo : Eventos recentes parecem ser armazenados na memória a curto prazo pela atividade neuronal continuada porque a memória a curto prazo persiste apenas por alguns minutos;
é usada, por exemplo, para lembrar um número de telefone depois de ligar para a telefonista.
A conversão do armazenamento de curto prazo em armazenamento de longo prazo é denominada de consolidação - IMPORTANTE
Memória de curto prazo
Sua capacidade é limitada (aproximadamente 7 itens);
As informações são mantidas por meio de atenção ou ensaio/repetição;
É processada pelo córtex pré-frontal e está baseada na atividade elétrica momentânea dos neurônios 
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Memória
2. Memória de longo prazo: 
Pode ser subdividida em:
2.1 Forma intermediária: que pode ser destruída;
2.2 Forma a longo prazo: que é difícil de ser afetada
 A memória a longo prazo pode envolver alterações estruturais no sistema nervoso (nos próprios neurônios). 
Memória não declarativa
Memória não declarativa ou não consciente = memória de procedimento:
Memória de habilidades e de hábitos e está relacionada ao aprendizado das habilidades motoras;
O cerebelo também é responsável por armazenar as habilidades motoras deste tipo de memória
Se um paciente apresenta déficits importantes em tarefas que envolvam memória não declarativa, mas os demais componentes de sua memória se apresentam intactos várias estruturas podem estar comprometidas (como a amígdala, núcleos da base, cerebelo) mas o hipocampo não.
Importante
Parece ser
1. Núcleo estriado = memória não declarativa 
1. 
A memória de procedimento (também chamada memória procedural ou implícita) armazena dados relacionados à aquisição de habilidades mediante a repetição de uma atividade que segue sempre o mesmo padrão. Nela se incluem todas as habilidades motoras, sensitivas e intelectuais, bem como toda forma de condicionamento.;
Funções cognitivas complexas e subjetivas, como padrões morais, utilizadas no juízo de valor, podem fazer parte da memória implícita
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Tipos De Memória De Longo Prazo:
A Memória de longo prazo que é dividida em:
Memória sensorial: (auditiva e visual);
Memória declarativa: (memória explícita que é o que a gente recorda);
Memória episódica: (memória biográfica que guarda dados do acontecido em um determinado espaço e tempo, muitas vezes, formadas logo após o evento);
Memória semântica: (memória geral para fatos do mundo, regras e tabuadas - possui maior resistência ao esquecimento);
Memória processual: ( memória para habilidades e hábitos).
Memória emocional
Importante, principalmente itens 3 e 4
Lobos temporais
Os lobos temporais parecem ser importantes para a memória porque a remoção bilateral da formação hipocâmpica rompe severa e permanentemente a memória recente;
As memórias a curto e a longo prazo não são afetadas, mas novas memórias a longo prazo não podem mais ser armazenadas.
Portanto, os pacientes com tais déficits se lembram de eventos que ocorreram antes da cirurgia, mas não se lembram de novos eventos, mesmo após exposições múltiplas, e devem ser apresentados a seus terapeutas repetidamente.
Memoria declarativa e não declarativa
 A perda da memória declarativa, envolve perda da lembrança consciente de eventos pessoais, palavras e seus significados e história geral;
Entretanto, esses pacientes ainda podem aprender algumas tarefas, porque retêm a memória relativa a procedimentos, a capacidade de adquirir a habilidade de solução de problemas, associação e habilidades motoras. 
Se tarefa complexa (p. ex., escrita em espelho) for dada a esses pacientes, além de melhorarem durante a primeira sessão de treinamento, eles também apresentarão melhora no desempenho nos dias subsequentes, apesar de negarem qualquer experiência prévia com a tarefa. As estruturas cerebrais envolvidas na memória procedural (não declarativa) ainda não foram confirmadas.
Tipos de amnésia 
Amnésia anterógrada - perda de memória para eventos que ocorrem posteriormente ao acontecimento da doença, é a deficiência em formar novas memórias, como ocorre na doença de Alzheimer.
Amnésia global transitória – isso se manifesta como questionamento repetitivo, confusão sobre a própria identidade etc. Tem a duração de 4 a 12 horas com uma recuperação completa.
Amnésia retrógrada - a pessoa consegue se lembrar de eventos posteriores ao trauma, mas não consegue se lembrar de eventos anteriores a doença (trauma).
IMPORTANTE
curiosidade
Godden e Baddeley (1980) estudaram o efeito do contexto na memória, realizando experimentos em que os participantes deveriam aprender uma lista de palavras para depois recorda-la em ambientes diferentes (por exemplo, debaixo d'água). Tais autores descobriram que:
a recuperação é beneficiada quando ocorreno mesmo contexto onde aconteceu a memorização, enquanto a memória por reconhecimento não sofre efeito de contexto.
IMPORTANTE