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NEUROCIÊNCIA EDUCACIONAL AULA 1 Prof. Gustavo Silva 2 CONVERSA INICIAL Para iniciarmos nossa conversa acerca da neurociência educacional, é preciso revisitar todo o potencial histórico desta área tão importante para a educação e para a psicopedagogia. Veremos os fundamentos históricos da neurociência e sua origem, e, em seguida, trataremos da neurociência celular, do sistema nervoso, sua divisão anatômica, suas implicações para a educação e estimulação do aprender. Por fim, conversaremos sobre a plasticidade cerebral, a capacidade de adaptação e suas implicações no processo de ensino- aprendizagem. TEMA 1 – FUNDAMENTOS HISTÓRICOS DA NEUROCIÊNCIA Antes de conceituarmos e delimitarmos o campo de atuação da neurociência educacional, é preciso compreender que esta área possui como base teórica a interdisciplinaridade. A neurociência e a neurociência educacional buscam bases teóricas em diversas outras áreas, como a filosofia, a psicologia cognitiva comportamental, a neurologia, a neuroanatomofisiologia, entre tantas outras. Interdisciplinaridade, nesse sentido, significa a condição de pertença de duas ou mais áreas de estudo que possuem particularidades em comum, ou seja, “comum a duas ou mais disciplinas” (Dicionário Michaelis, 2020). Partindo desse conceito, vamos trabalhar a terminologia neurociência. O prefixo neuro refere-se ao conjunto de conceitos imbricados nas questões anatômicas e fisiológicas do funcionamento cerebral e do sistema nervoso. Já o sufixo ciência significa a condição de estar ciente, o ato de conhecer, a aquisição do conhecimento. Então, o que é neurociência? Lent (2018), em seu livro Neurociência da mente e do comportamento, assim a define: A Neurociência, conjunto de disciplinas que tratam do sistema nervoso, nasceu da busca das bases cerebrais da mente humana — seja ela manifestada apenas mediante a encarnação cerebral de um espírito imaterial, como nas primeiras teorias, ou puro resultado do funcionamento do CÉREBRO, segundo teorias recentes. (p. 2) Na concepção do autor, neurociência é o conjunto das disciplinas que estudam, pelos mais variados métodos, o sistema nervoso e a relação entre as funções cerebrais e mentais. Assim, são campos de estudo: neuroanatomia, neurofisiologia, neurobiologia, neurogenética, neuropsicologia, neurociência educacional, neurociência das emoções e da percepção, e, a mais recente, 3 neuroimunologia, que estuda as semelhanças e diferenças entre os sistemas nervoso e imunitário. Havendo definido o que é neurociência, é necessário conhecermos suas bases historiográficas. Definir o ponto de partida da neurociência é um trabalho complexo, tendo em vista que é uma área interdisciplinar, porém podemos destacar alguns marcos importantes. Lent (2018, p. 4) afirma que: A crença em que o sistema nervoso desempenha algum papel na consciência e na cognição começou a se fortalecer no século III a.C., quando Herophilus (335-280 a.C.) e Erasistratus (c. 310-250 a.C.), no Egito, inauguraram os estudos anatômicos do cérebro, dissecando cadáveres, e forneceram as primeiras descrições mais detalhadas do cérebro humano, especialmente dos ventrículos cerebrais. Podemos perceber um marco inicial da concepção da neurociência no século III a.C., quando se começou a estudar os princípios anatômicos do cérebro. Séculos depois, esses estudos contribuíram para um mapeamento mais efetivo das áreas e das funções cerebrais, como a área da compreensão e desenvolvimento da linguagem, a área psicomotora, a área afetiva, entre outras. Diferentes autores contribuíram para a neurociência, por exemplo, Broca e Wernicke: Em 1861, o médico francês Paul Broca descreveu o caso de um paciente que chamou de "Tan", pois essa era a única palavra que ele falava. Quando Tan morreu, Broca examinou seu cérebro e descobriu uma lesão na porção interior do córtex frontal esquerdo. Essa parte do cérebro passou a se chamada "Área de Broca". Em 1876 o neurologista alemão Carl Wernicke descobriu que a lesão na porção posterior do lobo temporal do hemisfério cerebral esquerdo, a Área de Wernicke, também causava problemas de linguagem. Os dois cientistas foram os primeiros a definir com clareza áreas funcionais do cérebro. (PUC-Rio, 2019) Ou ainda, Penfield, que trabalhou com os processos de mapeamento do cérebro: Os primeiros mapas detalhados da função cerebral humana foram feitos pelo neurocirurgião canadense Wilder Penfield. Ele trabalhou com pacientes submetidos a cirurgia para o controle de epilepsia. Enquanto o cérebro estava exposto e o paciente consciente, Penfield investigava o córtex com um eletrodo e observava a resposta do paciente enquanto tocava em cada uma das partes. O trabalho de Penfield foi o primeiro a revelar o papel do lobo temporal na memória e a mapear as áreas do córtex que controlam o movimento e fornecem as sensações ao corpo. (PUC-Rio, 2019) São inúmeros os autores que contribuíram para o desenvolvimento da neurociência da forma como ela é vista hoje, contudo, qual a relação entre a neurociência e a educação? 4 A aprendizagem humana passa por diferentes áreas cerebrais. Cada área do cérebro é responsável por um tipo diferente de aprendizagem, como se pode ver na Figura 1 a seguir. Figura 1 – Mapeamento das funções cerebrais Crédito: Sebastian Kaulitzki/Shutterstock. A neurociência é responsável pelo entendimento das funções cerebrais, cognição e sistema nervoso. Na figura anterior, podemos ver as áreas que devem ser estimuladas para possibilitar a aprendizagem. Nesse sentido, a neurociência educacional busca as interpelações entre a compreensão do cérebro e a aprendizagem, em outras palavras, como o cérebro aprende. Por exemplo, se o sujeito, possuir uma lesão na área responsável pelos cálculos matemáticos, muito provavelmente ele terá algum distúrbio ou transtorno específico de aprendizagem, como a discalculia. Já se um sujeito possui uma lesão na área motora, ele terá dificuldade em segurar objetos, como o lápis, afetando a aprendizagem da escrita. De acordo com Russo (2015), neurociência e aprendizagem apresentam significativa aproximação na medida em que o cérebro possui grande significado no processo de aprendizagem do indivíduo. Assim, avanços nas neurociências possibilitam abordagens mais epistemológicas e científicas do processo de ensino-aprendizagem fundamentado na compreensão da cognição. Russo 5 (2015) aponta ainda que a neurociência educacional tem grande importância para os profissionais que trabalham com a interface da saúde e da educação, pois essas áreas subsidiam informações acerca do funcionamento cerebral e neurológico. Conceitos de suma importância quanto à plasticidade cerebral, desenvolvimento e maturação do cérebro são informações valiosas que auxiliam a aprendizagem humana. A educação e sua interface com a neurociência tem se debruçado no estudo do cérebro e do comportamento humano, dos fatores que interferem na aprendizagem e das técnicas de reabilitação cognitiva (Russo, 2015). Esta é a base da neurociência educacional que iremos abordar durante toda essa disciplina. Agora, após termos apontado os principais conceitos acerca da neurociência, conversaremos acerca da neurobiologia celular, uma área que busca convergir neurociência, comportamento e aprendizagem. TEMA 2 – NEUROCIÊNCIA CELULAR Para iniciarmos a conversa acerca da neurociência educacional, é preciso introduzirmos os conceitos fundantes desta disciplina. Primeiramente, falaremos da estrutura neuroanatômica do neurônio e sua fisiologia. Como todos os outros sistemas do corpo humano, o sistema nervoso é composto por células, que, em conjunto, devem trabalhar para que todo o sistema funcione adequadamente. Partindo desse pressuposto, surgem as neurociências celulares, as quais Abordam o estudode como todas essas moléculas trabalham em conjunto para conferir aos neurônios suas propriedades especiais. Entre as perguntas formuladas nesse nível temos: quantos diferentes tipos de neurônios existem e como eles diferem em suas funções? Como os neurônios influenciam outros neurônios? Como os neurônios se interconectam durante o desenvolvimento fetal? Como os neurônios realizam as suas computações? (Mark, 2017, p. 13) O sistema nervoso possui dois tipos de células básicas: os neurônios e as glias, sendo que nossos corpos possuem aproximadamente 85 bilhões de cada. Os neurônios são os responsáveis pelas sensações do corpo e por um grande número de atividades que o sistema nervoso realiza. Por exemplo, quando passamos por mudanças climáticas, são os neurônios os responsáveis por informar essas mudanças ao corpo, que, por sua vez, vai sentir a mudança de temperatura. Já a glia “contribui para as funções neurais, principalmente por meio do efeito isolante, de sustentação e de nutrição dos neurônios vizinhos” 6 (Mark, 2017, p. 24). Veja a estrutura celular e anatômica do neurônio apresentada na Figura 2 a seguir. Figura 2 – Estrutura anatômica do neurônio Crédito: Grayjay/Shutterstock, 2020. Os neurônios possuem uma estrutura anatômica e fisiológica, isto é, de funcionamento. O primeiro componente dos neurônios são os dendritos, “prolongamentos finos, geralmente ramificados, que recebem e conduzem os estímulos provenientes de outros neurónios ou de células sensoriais” (Moreira, 2013, p. 1). Os dendritos têm a função de receber e transferir informações, ou seja, sinais de outros neurônios, que vão sendo transferidos para todo o corpo. Temos ainda nos neurônios os axônios e a bainha de mielina, que: é o prolongamento, geralmente, mais longo que transmite os impulsos nervosos provenientes do corpo celular. O comprimento do axónio varia muito entre os diferentes tipos de neurónios. Nos vertebrados e em alguns invertebrados os axónios são cobertos por uma bainha isolante de mielina, tomando a designação de fibra nervosa. (Moreira, 2013, p. 1) A bainha de mielina tem a função principal de proteger todo o corpo dos axônios, promovendo também a aceleração da condução dos impulsos nervosos. Continuando na estrutura anatômica do neurônio, temos o núcleo, que se encontra dentro do corpo neuronal, no centro da célula, responsável por mantê-la viva. Ele contém informações importantes, como os genes e o DNA. Já o soma, também conhecido como corpo neuronal, se configura como 7 a “fábrica” do neurônio. Ele produz todas as proteínas para os dendritos, axônios e terminais sinápticos, e contém organelas especializadas tais como mitocôndrias, aparelho de Golgi, retículo endoplasmático, grânulos secretórios, ribossomos e polissomos para fornecer energia e agrupar as partes em produtos completos. (Portal São Francisco, 2019) Por fim, temos as sinapses nervosas, que ocorrem quando um neurônio se interliga com outros, fazendo a transmissão de informações e mensagens, por meio dos impulsos nervosos. Sabe-se que os impulsos nervosos são reações a determinados sinais que ocorrem em nosso corpo, como quando sentimos frio, calor, ou quando nos machucamos e sentimos dor. Esses impulsos nervosos passam de uma célula a outra, ou melhor dizendo, de um neurônio a outro, por meio das sinapses – lembrando que os neurônios são interligados entre o axônio de um neurônio e o dendrito de outro. TEMA 3 – SISTEMA NERVOSO: BASES ANATÔMICAS Antes de iniciarmos nossas conversas acerca da divisão anatômica do sistema nervoso, veja a Figura 3 a seguir. Figura 3 – Sistema nervoso: base anatômica Crédito: Systemoff/Shutterstock. O sistema nervoso é um dos sistemas do corpo humano responsável por fazer com que os seres humanos se adaptem ao meio em que estão. Ele tem a Sistema Nervoso Central Sistema Nervoso Periférico 8 função primordial de verificar como estão as condições ambientais externas e desenvolver respostas para esses estímulos ambientais, fazendo adaptações. O sistema nervoso é dividido em Sistema Nervoso Central (SNC) e Sistema Nervoso Periférico (SNP). O SNC é todo o conjunto do sistema nervoso contido em caixas ósseas, isto é, crânio e coluna vertebral. Já o SNP distribui seus elementos em todo o organismo. Veja na Figura 4 a distribuição anatômica do SNC. Figura 4 – Sistema nervoso central Fonte: Moreira, 2013, p. 21. O sistema nervoso periférico é formado por nervos cranianos, nervos raquidianos e terminações nervosas, com a função principal de receber e interpretar as informações recebidas pelos órgãos periféricos e levá-las ao SNC. TEMA 4 – SISTEMA NERVOSO: BASES FISIOLÓGICAS A fisiologia é a área que estuda os componentes do sistema nervoso, seus funcionamentos e funções. O sistema nervoso central, como vimos, se subdivide em encéfalo e medula espinhal, os quais possuem a proteção de caixas ósseas, sendo o encéfalo protegido pelo crânio e a medula pela coluna vertebral. O encéfalo é dividido em cérebro, cerebelo e tronco encefálico, cada um possuindo uma função dentro do sistema nervoso central. O cérebro é o órgão mais importante do sistema nervoso e tem diferentes funções, como fazer a gestão da coordenação motora, percepção dos estímulos sensoriais, coordenação da fala, do processo de ensino-aprendizagem, equilíbrio, atos voluntários, memória, entre tantos outras. O cérebro ainda é dividido em dois hemisférios, o direito e o esquerdo, sendo que o direito controla o lado esquerdo do corpo e o esquerdo controla o lado direito do corpo. Vejamos as funções dos lobos cerebrais: 9 • Lobo frontal: está localizado na parte frontal do cérebro, onde se localiza a testa, sendo responsável pelas ações motoras e ações que requerem abstração; • Lobos occipitais: conhecidos comumente como córtex visual, pois controlam e trabalham com as ações e estímulos visuais; • Lobos parietais: relacionados com as questões corporais, percepção da imagem e do espaço; • Lobos temporais: localizados acima das orelhas, trabalham sobretudo com o controle dos estímulos auditivos. O cerebelo é dividido entre córtex e núcleos profundos, e, segundo a origem latina da palavra, significa “pequeno cérebro”. Sua principal função é a manutenção do equilíbrio, postura corporal, controle dos tônus musculares e a aprendizagem psicomotora. Já o tronco encefálico se divide em mesencéfalo, ponte e bulbo. É a parte mais primitiva e rudimentar do sistema nervoso, responsável pela respiração, pelo pensamento abstrato, pelo batimento cardíaco, entre outras funções. Trata-se de um pequeno talo que une a medula espinhal com a parte mais rostral do SNC. Sua forma é grosseiramente a de um tronco de cone invertido, mais fino inferiormente. A face dorsal é parcialmente coberta pelo cerebelo. [...] Movimentos como a deglutição, o espirro, a tosse e o vômito, que podiam ser provocados, respectivamente, pela estimulação sensorial da faringe, das cavidades nasais, da glote ou da raiz da língua também são movimentos controlados pelo tronco encefálico. (Lent, 2018, p. 11) Por fim, a medula espinhal, que também constitui parte importante do sistema nervoso central, fica alojada dentro da coluna vertebral e mantém a forma anatômica tubular desde as fases embrionárias precoces. Seu comprimento, entretanto, não acompanha inteiramente o comprimento da coluna vertebral, porque o crescimento desta, durante o desenvolvimento, é maior do que o da medula. Assim, a medula se estende aproximadamente até o nível da segunda vértebra lombar, ficando o restante do canal vertebral abaixo desse nível ocupado por um conjunto de filetes nervosos. (Lent, 2018, p. 24) As principais funções da medula espinhal são os atos reflexos e a recepção de diferentes informações vindas de diferentes partes do corpo, sendo responsável porlevá-las até o encéfalo. 10 TEMA 5 – BASES DA NEUROPLASTICIDADE A neuroplasticidade é a capacidade do ser humano, por meio do sistema nervoso e do cérebro, de se readaptar a determinadas situações. Por exemplo, em uma pessoa com deficiência auditiva, o cérebro compreenderá essa patologia e fará a neuroplasticidade, para que sua aprendizagem se dê de outras formas: leitura, escrita e/ou comunicação. Existem cinco tipos de neuroplasticidade: dentífrica, axônica, sináptica, somática e regenerativa. Nesse sentido, define-se neuroplasticidade como: propriedade do sistema nervoso de alterar a sua função ou a sua estrutura em resposta às influências ambientais que o atingem. Tanto as alterações plásticas quanto as influências ambientais que as provocam podem variar bastante, de muito fortes a extremamente sutis. Por exemplo: em um dos extremos, uma lesão traumática, cirúrgica ou congênita no cérebro pode levar a mudanças de posição de setores funcionais com o redirecionamento de circuitos neurais, ambos detectáveis experimentalmente em animais, ou por meio de técnicas de neuroimagem em seres humanos; no outro extremo, um simples fato novo que presenciamos pode resultar em alterações sinápticas moleculares capazes de possibilitar a memorização daquele fato por um longo tempo durante a vida. Em ambos os casos, bem como nas numerosas possibilidades intermediárias, trata-se de neuroplasticidade. (Lante, 2018, p. 112) À medida que nos desenvolvemos e ganhamos idade, nosso cérebro nos ajuda a desenvolver nossas atividades cotidianas, mas, com o envelhecimento, vamos perdendo a capacidade da neuroplasticidade. Assim, uma pessoa que desenvolve Alzheimer, uma doença neurodegenerativa, perde progressivamente suas funções de plasticidade; no início o indivíduo esquece onde colocou objetos pessoais, senhas do computador etc., e, com o avanço da doença, perde totalmente a capacidade de gerir sua vida. Por esse motivo, exercitar o cérebro, com atividades que trabalhem os diferentes lados e funções cerebrais é de suma importância para o desenvolvimento pleno de uma vida saudável. Ou seja, a neurociência também se ocupa das da estimulação cognitiva e da perda de funcionalidades. Nesse sentido, existem alguns testes e questionários que podemos realizar para avaliar e detectar perdas das funções cognitivas, assim como estimulá-las e reabilitá- las. 11 NA PRÁTICA Nesta aula, tratamos das neurociências aplicadas à educação, neuroplasticidade, perdas das funções cognitivas e reabilitação neurocognitiva, No questionário a seguir, você pode avaliar seus resultados e discutir com os colegas. Questionário de atividades funcionais Avalie a capacidade da pessoa em realizar as tarefas a seguir. Após fazer suas considerações, indique a seguinte pontuação ao lado de cada afirmação. • Dependente = 3 • Precisa de ajuda = 2 • Tem dificuldade mas consegue fazer sozinho = 1 • Sem dificuldade = 0 • Nunca fez atividade mas poderia fazer agora = 0 • Nunca fez e teria dificuldade em fazer agora = 1 1. Preencher cheques, pagar contas, controlar as necessidades financeiras; 2. Fazer seguro de vida, de carro, de casa, lidar com negócios ou documentos, fazer imposto de renda; 3. Comprar roupas e utilidades domésticas e artigos de mercearia sozinho; 4. Jogar baralho, xadrez, fazer palavras cruzadas, trabalhos manuais ou ter algum outro passatempo; 5. Esquentar água, fazer café ou chá e desligar o fogão; 6. Preparar uma refeição completa, por exemplo, carne, frango, peixe legumes e sobremesa; 7. Prestar atenção, entender e comentar novelas, jornais ou revistas; 8. Acompanhar os eventos atuais no bairro ou nacionalmente; 9. Lembrar de compromissos, tarefas domésticas, eventos familiares, aniversários e medicações; 10. Sair do bairro, dirigir, andar, pegar ou trocar de ônibus trem ou avião. Soma total dos pontos: Resultado: faça a soma dos pontos e insira a pontuação total. O resultado a partir de 9 pontos indica deficiência em alguma função ou possível declínio cognitivo. Quanto mais alta a pontuação geral, maior é o grau de dependência 12 na execução de atividades instrumentais de vida diária, necessitando de exercícios de estimulação cognitiva para melhoria da plasticidade. FINALIZANDO Nesta aula, conversamos sobre as bases históricas da neurociência e definimos e conceituamos esta área multidisciplinar, que engloba também a filosofia, a educação, a medicina, a psiquiatria, entre tantas outras áreas. Conversamos ainda sobre as bases anatômicas e fisiológicas do sistema nervoso, e discutimos sobre a neuroplasticidade e a capacidade de aprender. 13 REFERÊNCIAS LENT, R. Neurociência da mente e do comportamento. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. LOURENCETI, M. D. Neurologia infantil. São Paulo: UNESP, 2015. MICHAELIS. Interdisciplinaridade. Disponível em: <https://michaelis.uol.com.br/moderno-portugues/busca/portugues- brasileiro/interdisciplinar/>. Acesso em: 13 maio 2020. MOREIRA, C. Neurônio. Revista de Ciência Elementar, v. 1, n. 1, 2013. PSF. Neurônios. Disponível em: <https://www.portalsaofrancisco.com.br/corpo- humano/neuronios>. Acesso em: 13 maio 2020. PUC RIO. História da neurociência. Disponível em: <http://bio-neuro- psicologia.usuarios.rdc.puc-rio.br/a-hist%C3%B3ria-da- neuroci%C3%AAncia.html>. Acesso em: 13 maio 2020. RUSSO, R. M. T. Neuropsicipedagogia clínica: introdução, conceito, teoria e prática. Curitiba: Juruá, 2015 SILVA, F.; MORINO, C. R. A importância das neurociências na formação de professores. Revista Momento, Rio Grande, v. 21, n. 1, p. 29-50, 2012.
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