NEURO 5

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Prof. Theo Mota 
 Departamento de Fisiologia e Biofísica 
Instituto de Ciências Biológicas 
Universidade Federal de Minas Gerais 
Neuroplasticidade: Os Neurônios se Transformam... 
Neuroplasticidade 
Propriedade do sistema nervoso de alterar sua 
função ou a sua estrutura em resposta às 
influências ambientais que o atingem. 
• Plasticidade morfológica : detectáveis principalmente por técnicas 
de microscopia. 
 
• Plasticidade funcional : detectáveis principalmente por técnicas de 
neurofisiologia, como eletrofisiologia e ressonância. 
 
• Plasticidade comportamental: detectáveis através de estudos das 
alterações em fenômenos de aprendizagem e memória. 
Como detectar a plasticidade 
experimentalmente? 
Tipos e Características da Neuroplasticidade 
O
n
to
g
e
n
é
ti
c
a
 
A
d
u
lt
a
 
Plasticidade Ontogenética 
• Resultado da interação entre as informações do 
genoma e as informações do ambiente 
• Período crítico: maior suceptibilidade ao ambiente 
• Comportamento inato: não possui período crítico 
 
Konrad Lorenz (1903-1989) 
• Juntamente com Niko Timberger e Karl von Frish são 
considerados os pais da etologia - Nobel Prize de 1973 
• Centrou os achados de vários outros autores no 
conceito de COMPORTAMENTO INATO 
 
 
Impringting 
Plasticidade Adulta 
• Base dos processos de plasticidade 
sináptica, aprendizado e memória. 
• Confere ao sistema nervoso a 
capacidade de regenerar-se: 
plasticidade axônica. 
• Melhora funções já existentes: 
plasticidade dendrítica. 
Neurogênese no Desenvolvimento 
A Neurogênese Ontogenética (in utero) é controlada quase 
exclusivamente pelo genoma, sofrendo pouca influência do ambiente 
externo. 
• Uma divisão celular simétrica dá início à neurogênese. 
• Divisão celular assimétrica: uma das células continua um 
precursor que continua a ciclar, enquanto a outra interrompe o 
ciclo e migra para sua posição final no SN. 
• O neurônio jovem inicia a diferenciação morfofuncional que o 
estabilizará como neurônio maduro. 
Alzheimer: neurônios tornam a entrar no ciclo celular? 
Neurogênese na Maturidade 
Ao longo da vida pós-natal, apenas algumas poucas áreas 
mantêm a capacidade de neurogênese: 
• giro denteado do hipocampo; 
• zona subependimária do telencéfalo; 
• hipotálamo. 
População 
permanente de 
células tronco 
Capazes de gerar neurônios e gliócitos de tipos diferentes 
Neurogênese no Hipocampo Adulto 
Socially isolated 
Group-housed 
Standardd Enriched 
* 
* 
Regeneração Axônica no SNP 
Purves et al. 2004 - Neuroscience 
Regeneração Axônica no SNC 
Purves et al. 2004 - Neuroscience 
Plasticidade Axônica 
Capacidade dos axônios de reorganizarem a sua estrutura em 
resposta às influências do ambiente 
DISGENESIA CALOSA : PLASTICIDADE AXÔNICA DURANTE DESENVOLVIMENTO 
Plasticidade Axônica 
Capacidade dos axônios de reorganizarem a sua estrutura em 
resposta às influências do ambiente 
DISGENESIA CALOSA : PLASTICIDADE AXÔNICA DURANTE DESENVOLVIMENTO 
As duas regiões corticais ativas em 
repouso (em vermelho e em azul) são 
conectadas por um feixe alternativo ao 
corpo caloso, cruzando pela comissura 
posterior do mesencéfalo. 
 
 
Tovar-Moll et al. (2014) PNAS 
Plasticidade Axônica 
Capacidade dos axônios de reorganizarem a sua estrutura em 
resposta às influências do ambiente 
Privação monocular 
durante período crítico 
O Fantasma do Membro 
Quando o cérebro não esquece um membro perdido 
Michael Merzenich e Edward Taub 
 
 
• Porções do córtex somestésico desaferentadas são 
invadidas por aferentes de áreas corticais vizinhas 
representando o tronco e o rosto. 
 
 
• Em vez de provocar sensções correspondentes a essas 
áreas o córtex mantém a “memória” da representação 
original e o “fantasma” do membro aparece. 
H Von Gerdorf (1517) 
Neuroplasticidade Funcional 
Plasticidade Dendrítica 
Li et al. Science 2010 
Espinhas Dendríticas 
Sim et al. Nature 2012 
As mulheres superam os homens no número de neurônios 
e de células gliais no bulbo olfatório 
Oliveira-Pinto et al. (2014) PLoS ONE 
Plasticidade Sináptica 
Quais são as bases neurais da aprendizagem e da memória? 
Movimentos reflexos defensivos da Aplísia 
Erik Kandel – Prêmio Nobel 2000 
Por que a Aplísia ? 
Plasticidade Sináptica 
Plasticidade Sináptica 
As observações de Kendel 
1) Habituação: quando o estímulo é muito fraco, o reflexo ocorre nas primeiras vezes em que é 
aplicado, mas com a repetição o reflexo acaba desaparecendo. 
 
 
2) Sensibilização: quando se apresenta um estímulo muito forte uma vez, provocando a imediata 
retirada da parte estimulada, e logo depois toca-se de leve esta região, ocorre uma contração 
ainda mais forte que a anterior. 
 
 
3) Condicionamento Clássico: quando o estímulo forte é associado várias vezes a um estímulo 
inócuo prévio, e depois disso se aplica o estímulo inócuo sozinho, este passa a ser eficaz em 
provocar o reflexo de retirada. 
Aprendizagem não-associativa 
Aprendizagem associativa 
Habituação 
Uma resposta que diminui com a repetição 
Sensibilização 
Uma resposta que aumenta quando precedida de algum “sinal de aviso” 
 
Sensibilização 
 
Facilitação 
Sensibilização e Facilitação 
Condicionamento Clássico 
Ivan Pavlov (1849-1936) – Prêmio Nobel 1904 
Estímulo Condicionado – Estímulo Incondicionado 
Classical Conditioning 
Mota et al. Learn Mem (2011) 
Visual conditioning 
of the proboscis 
extension reflex 
PER 
Appetitive 
Mota et al. J Exp Biol (2011) 
Visual conditioning 
of the sting 
extension reflex 
SER 
Aversive 
Visual PER conditioning in antennae-deprived bees 
Mota et al. Learn Mem (2011) 
Can colors modulate olfactory learning? 
 Aquisição 
Memória 
Visual conditioning of the sting extension reflex (SER) in harnessed honeybees 
Mota et al. J Exp Biol (2011) 
Visual SER Conditioning in honeybees 
Visual discrimination in SER conditioning 
Mota et al. J Exp Biol (2011) 
Chromatic Discrimination 
 
 Different colors with same physical intensity 
blue / green 
Achromatic Discrimination 
 
 Same color with different intensities 
dim blue / bright blue 
Condicionamento Clássico 
Condicionamento Operante 
Condicionamento no qual as consequências do comportamento modulam a aprendizagem (diz-se 
que este é o comportamento operante, voluntário e guiado pelas suas consequências). 
 
Reforço positivo: 
 
Apresentação de um estimulo agradável após um comportamento desejado 
 
Exemplos: 
 
Se o pombo tocar a campainha recebe alimento suplementar 
 
Se o aluno tiver boas notas recebe um elogio 
 
 
 
 
 
Reforço negativo: 
 
Remoção (negativo) de um evento desagradável após o comportamento desejado; 
 
Exemplos: 
 
Se o rato puxar a alavanca deixa de levar choques eléctricos; 
 
Se o doente tomar os comprimidos deixa de sentir dores; 
 
 
Aumento da frequência do comportamento 
 
 
Punição positiva: 
 
Apresentação de uma consequência desagradável após a realização de um comportamento não desejado; 
 
Exemplos: 
 
Se o rato sair do perímetro definido leva choque eléctrico 
 
Se a criança faz birra fica leva uma repreensão 
 
 
 
Punição negativa: 
 
Remoção de um evento agradável após a realização de um comportamento não desejado; 
 
Exemplos:Se o pombo defecar fora do local apropriado é-lhe removida a alimentação 
 
Se criança partir um jarro deixa de poder ver televisão durante uma semana 
Diminuição da frequência do comportamento 
Potenciação de Longa Duração (LTP) 
Potenciação de Longa Duração (LTP) 
Potenciação de Longa Duração (LTP) 
Depressão de Longa Duração (LTD)