Aula 1 Neurocência Cognitiva

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NEUROCIÊNCIA COGNITIVA (ESD 0001/3620803)9005
Prof. Roberto Sena Fraga Filho
Aula 1
NEUROCIÊNCIA COGNITIVA
DEFINIÇÃO
Introdução às Neurociências. Organização morfofuncional e desenvolvimento do Sistema Nervoso Central (SNC). Funcionamento neuropsicológico e integração cerebral. Imagiamento do funcionamento cerebral.
PROPÓSITO
Compreender os conceitos fundamentais da área de Neurociência Cognitiva, desde a organização morfofuncional do SNC até o imagiamento das funções neuropsicológicas.
INTRODUÇÃO
Vamos explorar os conteúdos essenciais da área de Neurociência Cognitiva, que visa conhecer os fundamentos neurocientíficos do comportamento e da cognição.
Iniciaremos com uma breve introdução às Neurociências, apontando seus conceitos fundamentais. Depois, mostraremos como se organiza o Sistema Nervoso (SN), tanto em termos estruturais (organização física) quanto em termos funcionais (organização dinâmica).
Para a compreensão da característica integrativa e adaptativa do SN, abordaremos pontos-chave ligados a seu desenvolvimento e funcionamento neuropsicológico, o que evidenciará a integração cerebral, que pode ser estudada pelas chamadas técnicas de neuroimagem, que encerram o conteúdo.
MÓDULO 1
Reconhecer as definições básicas e as finalidades das Neurociências
ORIGEM DAS NEUROCIÊNCIAS
A década de 1990 ficou conhecida como década do cérebro devido ao volume de material científico produzido naquele momento sobre o assunto (THOMPSON, 2005).
Entretanto, o interesse pelo conhecimento sobre o cérebro remonta à Antiguidade. Há muito tempo, o ser humano tenta descobrir como os pensamentos, as emoções e os comportamentos poderiam estar ligados à cabeça, de forma mais geral, e ao cérebro em si, de forma mais específica.
Nosso propósito presente é apresentar as definições básicas e as finalidades das Neurociências, deixando o aspecto histórico da área para leitores interessados em se aprofundar posteriormente.
CIÊNCIAS COMPONENTES DAS NEUROCIÊNCIAS
Atualmente, é muito comum vermos o prefixo neuro inserido nas mais diversas áreas e atividades humanas: Neuroeconomia, Neuropsiquiatria, Neuropsicologia, Neuroreabilitação, Neuromarketing etc.
Sempre que vemos essas palavras ou expressões, buscamos compreender que se tratam de tentativas de conhecer como determinada área ou atividade humana ocorre relacionada aos substratos neurais.
Assim, por exemplo, a palavra Neuroeconomia significa que os profissionais e estudiosos do campo estão mapeando áreas cerebrais que possam orientar escolhas e comportamentos na área de Economia. Isso é feito por meio de determinados questionamentos:
Como e por que algumas pessoas poupam mais?
Como e por que alguns sujeitos têm perfil de compra assumindo mais riscos?
O que o Sistema Nervoso (SN) tem a ver com isso?
Uma vez que as Neurociências estão “na moda”, é fácil perceber que o nome neuro pode ser simplesmente uma tentativa de segui-la. Por isso, é importante buscar referências científicas sobre os diferentes temas. A partir disso, podemos nos interrogar:
Quais são as ciências que compõem as Neurociências?
De acordo com LENT (2008), do nível micro para o macro, são elas:
1.Biologia – que estuda o aspecto celular e o funcionamento das células;
2.Fisiologia – que estuda o funcionamento dos diferentes sistemas;
3.Medicina:
* Neurologia – voltada para o estudo do funcionamento de sistemas dentro de um organismo;
* Psicologia – voltada para o estudo do funcionamento do organismo em termos perceptuais, emocionais, comportamentais e sociais.
É claro que as áreas se especializaram, e as Neurociências permitem e se valem de um caráter muito abrangente, fazendo com que inúmeras áreas possam ter interseções com o funcionamento do Sistema Nervoso.
NEUROPSICOLOGIA
Para direcionar nosso foco às Neurociências Cognitivas (FUENTES et al., 2008), vamos escolher como orientadora de nossos conceitos a ciência da Neuropsicologia. (Neuropsicologia. Braço da Psicologia que estuda o aspecto neuro).
Você sabia. A premissa principal da Neuropsicologia é que todo comportamento é originado de um bom funcionamento das áreas central e periférica do Sistema Nervoso. Em outras palavras, todo comportamento tem um substrato neural (FUENTES et al., 2008).
O termo comportamento deve ser entendido de forma bem abrangente, o que inclui:
· Nossas percepções (visão, olfato, a identificação de um rosto etc.);
· Pensamentos, emoções, memórias;
· Comportamentos no mundo externo (a fala, o caminhar etc.).
Para a Neuropsicologia, só conseguimos realizar tudo isso porque há uma integridade dos módulos neurais que cuidam de cada uma dessas habilidades, e porque eles funcionam de forma organizada.
Os primeiros estudos na área de Neurociência Cognitiva ocorreram a partir de indivíduos com lesões cerebrais: as funções cognitivas eram prejudicadas ou perdidas na medida em que havia um prejuízo no tecido nervoso (THOMPSON, 2005). (Funções cognitivas
Também chamadas genericamente de cognição ou funções neuropsicológicas. São as habilidades funcionais com substrato neural correspondente, que auxiliam o organismo na convivência com seu ambiente interno e externo. Exemplos: sensação, percepção, memória, atenção, emoção, linguagem, funções executivas etc).
Exemplo. Diante de um Acidente Vascular Cerebral (AVC) ou de uma lesão por acidente, havendo lesão no tecido cerebral, o paciente pode apresentar alterações nas funções mentais e, por conseguinte, em suas atividades da vida diária.
Utilizando muitos exemplos correlatos das mesmas áreas lesionadas e funções perdidas, a Neuropsicologia consegue correlacionar áreas e funções, propiciando uma enormidade de testes para avaliação neuropsicológica, que se aproxima da psicológica. (Avaliação neuropsicológica.Avaliação das funções cognitivas).
Assim, ficou evidente que há duas organizações no Sistema Nervoso:
Morfológica – ou seja, física, estrutural;	
Funcional – pois as estruturas têm funções específicas.
(FINALIDADES DAS NEUROCIÊNCIAS. Neste vídeo, mostramos como as Neurociências aplicam-se às mais diversas finalidades de compreensão).
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. As habilidades funcionais que permitem ao nosso organismo gerar sensações, sentimentos, emoções, percepções e comportamentos correspondem:
A - À Neuropsicologia.
B - À Neuroimagem.
(*)C - Às funções neuropsicológicas.
D - Ao Sistema Nervoso Central.
Comentário: . As funções neuropsicológicas ou cognitivas são habilidades funcionais na medida em que auxiliam o sujeito a se adaptar ao ambiente externo. A memória e a linguagem são outros exemplos dessas funções.
2. Sobre as finalidades das Neurociências, é correto afirmar que:
A - Estão dadas, uma vez que tal ciência já se desenvolveu por completo.
B - Abrangem apenas conteúdos estritamente relacionados à Biologia.
(*)C - Relacionam-se a aspectos elementares e à compreensão dos substratos neurais de comportamentos complexos.
D - São destacadas do desenvolvimento tecnológico.
Comentário: As Neurociências estão em pleno desenvolvimento e, ao acompanhar o avanço da tecnologia, excedem a biologia do sistema neural. Assim, objetivam tanto estudar aspectos celulares quanto entender como comportamentos complexos auxiliam o organismo a se adaptar a seu meio.
MÓDULO 2
Definir a organização morfofuncional do Sistema Nervoso Central (SNC)
ORGANIZAÇÃO MORFOLÓGICA E FUNCIONAL DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL
A principal função do Sistema Nervoso, em geral, e do nosso cérebro, em particular, pode ser definida em uma palavra: adaptação.
O Sistema Nervoso organiza-se de forma a oferecer ao organismo possibilidades de se adaptar ao meio ambiente (interno e externo), pois, mediante nosso comportamento, promove acomodações ou modificações nesse meio ambiente
Neste módulo, vamos entender a organização morfofuncional do Sistema Nervoso Central (SNC) sob duas formas:
· Macroscópica - Como visto a olho nu.
· Microscópica - Pensando na dimensão celular do tecido nervoso.
ORGANIZAÇÃO MACROSCÓPICA DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL
O Sistema Nervoso é formado por duas partes: Sistema Nervoso Central (SNC) eSistema Nervoso Periférico (SNP) (BRANDÃO, 2004).
· SNC - Compreende o encéfalo e a medula espinhal.
· SNP - Compreende os nervos, que, saindo do SNC, chegam aos órgãos e músculos, ou seja, até a periferia de nossos corpos.
Na figura a seguir, observamos a principal divisão do SN – porções central e periférica:
Nosso maior interesse aqui é pelo Sistema Nervoso Central, mais especialmente pelo encéfalo, detalhado na figura a seguir:
Atenção: A medula espinhal não está no encéfalo, sendo parte integrante do Sistema Nervoso Central.
O principal componente do SNC é o cérebro, conforme ilustrado na figura a seguir:
Legenda
A - Visão lateral do cérebro (neste caso, hemisfério esquerdo) mostrando os lobos cerebrais: lobo frontal (em vermelho), lobo parietal (em verde), lobo temporal (em azul) e lobo occipital (em amarelo).
B - Posicionamento cerebral no interior do crânio e visão superior dos dois hemisférios cerebrais.
C - Visão lateral do hemisfério esquerdo com detalhe da ínsula: um dos cinco lobos cerebrais (em vermelho).
O cérebro é uma estrutura única, formada por dois hemisférios: direito e esquerdo (B). Ele também é composto por cinco lobos ou lóbulos, cujos nomes são, em sua maioria, referentes aos ossos cranianos correspondentes à localização:
· Lobo frontal, lobo parietal, lobo temporal, lobo occipital (A) e ínsula – não aparente a uma vista lateral ou externa, uma vez que se localiza em porções mais internas, por baixo da porção lateral do lobo temporal (C).
A organização do SNC como um todo e do cérebro, em específico, em hemisférios e lobos, também respeita certa topografia das funções desempenhadas por esse órgão.
Cada um dos hemisférios e lobos têm ligação com funções específicas. A tabela a seguir apresenta as principais funções desempenhadas por estruturas do SNC:
Atenção
Afirmações que apontam que um hemisfério cerebral seria o único responsável por um tipo de função são, geralmente, generalizações errôneas.
Hoje, sabemos que funções complexas, como a criatividade e a linguagem, por exemplo, são derivadas do funcionamento cerebral integrado, e não apenas resultantes da ativação em apenas uma região do encéfalo (THOMPSON, 2005).
Nem mesmo os lobos cerebrais podem ser responsáveis por uma função de forma exclusiva, pelo mesmo motivo: a necessária integração para as funções complexas, que veremos mais à frente.
(ORGANIZAÇÃO MICROSCÓPICA DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL E SINAPSES
Neste vídeo, abordaremos o significado das sinapses e sua importância no âmbito da Educação).
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Sobre a organização do Sistema Nervoso, é incorreto afirmar que:
A - O Sistema Nervoso se divide em Sistema Nervoso Central (SNP) e Sistema Nervoso Periférico (SNP).
B - O Sistema Nervoso Central é composto pelo encéfalo e pela medula espinhal.
(*) C - O encéfalo é parte do Sistema Nervoso Central e é equivalente ao cérebro.
D - O tronco cerebral, parte do encéfalo, compreende três estruturas.
Comentário
O encéfalo é parte do Sistema Nervoso Central, mas é composto pelo cérebro, pelo cerebelo e pelo tronco cerebral.
2. Sobre a estrutura celular do neurônio – principal célula do SNC –, é correto afirmar que:
(*) A - O corpo do neurônio contém seu núcleo e a estrutura celular produz os neurotransmissores.
B - Os axônios recebem as informações de outras células pelos botões terminais.
C- O próprio neurônio é responsável pela produção da bainha de mielina do axônio.
D - As vesículas de neurotransmissores concentram-se no corpo do neurônio.
Comentário
Os botões terminais são importantes para a transmissão das informações, e não por sua recepção. A bainha de mielina é composta pelas glias, e as vesículas se concentram nas porções terminais do axônio.
MÓDULO 3
Descrever as etapas de desenvolvimento do Sistema Nervoso Central
SISTEMA NERVOSO
Quando estudamos o tema de Neurociências Cognitivas, a estrutura já formada do Sistema Nervoso nos é apresentada. É importante, entretanto, compreender que sua organização morfofuncional é fruto de um rico processo de desenvolvimento que se inicia ainda nos estágios embrionários e se estende até o fim da vida.
Respeitando a premissa básica de que toda função tem um substrato neural, esse desenvolvimento será sempre das estruturas e de suas funções. Em outras palavras, o organismo se aprimora em termos funcionais na medida em que seu Sistema Nervoso se desenvolve.
ETAPAS DE DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA NERVOSO CENTRAL
A Neuropsicologia do desenvolvimento tem como objetivo estudar a integração entre áreas do cérebro, suas funções e o comportamento, tomando como foco os estudos do desenvolvimento humano.
Assim, interessa-se pelas mudanças que ocorrem durante toda a vida, já que o desenvolvimento é um processo contínuo, mas especialmente voltado para as modificações que ocorrem nos estágios pré-natais, na infância e na adolescência. Esse interesse considerável se justifica por haver, nessas épocas, um cérebro em desenvolvimento.
O desenvolvimento pré-natal do que virá a ser o encéfalo é um processo que ocorre com base nas seguintes etapas (DE LANA; HERINGER, 2018):
1.Indução - Produção maciça das células que formarão o tecido nervoso.
2.Proliferação - Sucessivas reproduções celulares (mitoses), o que multiplica o número de células.
3.Migração - As células vão sendo posicionadas em sua área cerebral apropriada.
4.Diferenciação - Os neurônios vão se especializando, assumindo um tipo específico, de acordo com a função que desempenharão no futuro.
5.Sinaptogênese - Formação das primeiras sinapses (conexões entre os neurônios).
6.Morte celular seletiva - As células nervosas alocadas em regiões erradas ou as que falharam em formar conexões sinápticas apropriadas são mortas (processo de apoptose ou suicídio celular).
7.Validação funcional - Fortalecimento das sinapses em uso (estimuladas) e enfraquecimento das sinapses não utilizadas (não estimuladas). Nesses estágios, podem ser observadas as modificações das estruturas do Sistema Nervoso Central, bem como o crescimento delas.
Você sabia. Quando nascemos, temos cerca de 100 bilhões de neurônios. O desenvolvimento do cérebro ocorre à incrível velocidade de 250.000 neurônios produzidos por minuto durante os nove meses de gestação (COWAN, 1979).
Apesar de toda a rápida e impressionante transformação do encéfalo durante o período pré-natal, sabemos, hoje, que o desenvolvimento cerebral humano estará completo somente no final da adolescência ou no início da vida adulta, culminando com a mielinização de toda a rede neuronal – conceito que veremos mais adiante.
Se for assim, então, por que nascemos, visto que nosso cérebro ainda não está pronto?
Uma das primeiras respostas a essa pergunta está relacionada à questão anatômica: o nascimento implicará na passagem do crânio pelo canal vaginal, que seria estreito demais em relação ao volume do crânio de um adulto.
Após o nascimento, o cérebro cresce muito, chegando ao quádruplo do tamanho original. Entretanto, esse crescimento não se deve a um aumento do número de neurônios. Afinal, com exceção de algumas poucas estruturas, nascemos com a quantidade de neurônios que levaremos até a vida adulta.
Tal crescimento deve-se a três outros fatores listados a seguir (PINEL, 2005):
· SINAPTOGÊNESE
A formação de novas sinapses (sinaptogênese) pode ocorrer de forma mais recorrente em determinadas áreas cerebrais.
Isso ocorre em diferentes momentos do desenvolvimento e de modo variado em áreas distintas, respondendo por diferentes sistemas e funções.
· MIELINIZAÇÃO
A mielinização consiste no processo de cobertura de muitos axônios de neurônios com um revestimento de mielina.
Quando um axônio recebe a bainha de mielina, passa a ser capaz de transmitir a informação com mais velocidade.
· AUMENTO DA RAMIFICAÇÃO DENDRÍTICA
No processo de aumento da ramificação dendrítica, os neurônios lançam seus dendritos. Da mesma maneira que nos processos de indução, migração, proliferação e sinaptogênese, a ramificação dendrítica ocorre primeiro nos neurônios mais profundos, para, depois, chegaraos mais superficiais
O desenvolvimento pós-natal, entretanto, não ocorre em sentido único. Além do crescimento e enriquecimento de sistemas, existem mudanças regressivas, que incluem a eliminação e a perda de neurônios em um processo denominado morte celular programada (apoptose) (HUTTENLOCHER, 1994). Em algumas áreas do encéfalo, esse processo chega a eliminar 80% da população neuronal.
Além disso, há a perda de sinapses, quando a densidade destas atinge seu nível máximo. Da mesma forma que a sinaptogênese, esse processo regressivo ocorre em diferentes momentos, em áreas distintas do cérebro.
Exemplo. Por volta dos três anos de idade, o número de sinapses no córtex primário se iguala ao do cérebro adulto, enquanto no córtex pré-frontal (CPF), tal igualdade numérica não se estabelecerá até a adolescência. (Córtex. Palavra que se origina de “casca”. Trata-se da camada mais externa do cérebro).
Esse “caminho inverso” é determinante para o desenvolvimento, visto ser essencial que alguns comportamentos desapareçam para que outros possam se desenvolver.
Atenção. O processo de perda de sinapses se orientará por sua estimulação ou não. Isso significa que sinapses estimuladas tendem a ser mantidas, determinando, assim, os processos de aprendizagem.
O neurodesenvolvimento ocorre a partir da interação entre os neurônios e o meio ambiente (SALLES; HAASE; MALLOY-DINIZ, 2016).
Além dos elementos relacionados ao ambiente interno – como neurotrofinas e moléculas de adesão celular, que influenciam na migração, na agregação e no crescimento neuronal –, outros fatores mais externos podem orientar o neurodesenvolvimento, como as experiências individuais de determinado organismo e os estímulos ambientais.
A regra geral é: Neurônios e sinapses que não são utilizados (ativados pela experiência) acabam morrendo.
A propriedade de neuroplasticidade é muito mais presente nas etapas iniciais do desenvolvimento, o que torna essa fase especialmente importante.
NEUROPLASTICIDADE E PROGRAMAÇÃO NEURAL DE LONGO PRAZO
Todos nós produzimos o mesmo Sistema Nervoso de acordo com nossa organização filogenética. Entretanto, variações específicas na transmissão do impulso nervoso, pela atividade sináptica, definem a atividade psicológica do indivíduo. É exatamente isso que dá forma à sua personalidade e individualidade.
Esta capacidade plástica do Sistema Nervoso Central é chamada de neuroplasticidade e concede ao cérebro a propriedade de alteração de suas configurações morfo e fisiológica sob a influência dinâmica do ambiente (LENT, 2008, p. 614).
A neuroplasticidade ocorre no nível dos neurônios (e suas projeções, como dendritos e axônio) e no nível das sinapses (LEUNER; GOULD, 2010), permitindo que o Sistema Nervoso Central esteja aberto a alterações provocadas pela interação do sujeito com seu meio (OLIVA; DIAS; REIS, 2009).
O conceito de programação neural de longo prazo foi elaborado a partir de novos conhecimentos sobre o papel da cromatina, do desenvolvimento e da diferenciação celular, bem como da plasticidade neural a partir do campo de epigenética, fundamentando-se as origens “desenvolvimentais” do comportamento, da saúde e da doença (SWEATT et al., 2013).
Aponta-se que as primeiras experiências influenciam na arquitetura cerebral, em sua função e nas capacidades do indivíduo (VAN DEN BERGH, 2011), pois:
· Afetam a expressão genética e os caminhos neurais;
· Formam o estilo de processamento da emoção, regulando o temperamento e o desenvolvimento social;
· Definem o estilo perceptual e a capacidade cognitiva, o que tem particular implicação nos aspectos cognitivos que envolvem os pacientes psiquiátricos;
· Estruturam a saúde física e mental, a atividade, o desempenho, as habilidades e o comportamento na vida adulta.
A plasticidade ocorre em diferentes momentos e em distintas estruturas/regiões encefálicas, gerando períodos onde determinada estrutura está mais sensível que outra. Na figura a seguir, observamos uma ilustração gráfica que aponta essas diferenças, de acordo com a maturação das regiões do Sistema Nervoso Central e com os processos de neurodesenvolvimento:
Observe que, nos anos iniciais da infância, existe uma maior amplitude das curvas. Isso significa que, nestes anos, a atividade é mais intensa. A linha-seta aponta que o desenvolvimento sináptico depende da atividade (experience-dependent) das células nervosas, valorizando a interação com o ambiente.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Sobre o neurodesenvolvimento, é incorreto afirmar que:
A- A formação de novas sinapses ocorre em diferentes momentos do desenvolvimento e de modo variado em áreas cerebrais distintas.
(*) B - A mielinização consiste no processo de cobertura de muitos axônios de neurônios com um revestimento de mielina, mas não se relaciona com o neurodesenvolvimento.
C- O neurodesenvolvimento ocorre a partir da interação entre os neurônios e o meio ambiente, como as experiências individuais de determinado organismo e os estímulos ambientais.
D- A propriedade de neuroplasticidade é muito mais presente nas etapas iniciais do desenvolvimento, mas persiste por toda a vida.
Comentário
A mielinização é parte integrante do desenvolvimento neural inicial e responde por um aprimoramento do funcionamento do Sistema Nervoso. Algumas funções só se estabelecem de forma completa com a maturação da mielinização das regiões correspondentes no Sistema Nervoso.
2. No início do neurodesenvolvimento, o Sistema Nervoso está sensível aos processos de aprendizagem que produzirão modificações permanentes em algumas estruturas neurais. Essa ideia está mais intimamente relacionada ao conceito de:
A - Validação funcional.
(*) B - Programação neural de longo prazo.
C - Mudanças regressivas.
D - Plasticidade sináptica.
Comentário
O conceito de programação neural de longo prazo se correlaciona à ideia de que as primeiras experiências influenciam na formação da arquitetura cerebral, em sua função e nas capacidades.
MÓDULO 4
Relacionar a integração cerebral com o funcionamento neuropsicológico
FUNCIONAMENTO NEUROPSICOLÓGICO
Como temos reforçado, o funcionamento do Sistema Nervoso ocorre de forma integrada. Isso é essencial para a adequação das funções que desempenha.
Neste módulo, evidenciaremos que as funções cognitivas são integrativas, porque se baseiam em um funcionamento neural também integrativo.
NEUROPSICOLOGIA
Neurociências + Psicologia = Neuropsicologia
A Neuropsicologia é um ramo das Neurociências e da Psicologia. Como já apontado, ela afirma que todas as funções de um indivíduo (cognitivas, emocionais ou comportamentais, internas ou externas) são baseadas em um substrato neural e em seu correto funcionamento (FUENTES et al., 2008).
Áreas especializadas agem de modo coordenado e integrado para que as funções possam ocorrer.
Os objetivos da Neuropsicologia são os mais diversos, entre os quais destacamos o estudo de:
1.Lesões do Sistema Nervoso e seus desdobramentos;
2.Modelos neurais de transtornos – como a depressão, os transtornos do neurodesenvolvimento, como o TDAH etc.;
3.Os efeitos de programas de reabilitação neuropsicológica.
Atenção
Quando o objetivo se refere ao estudo do funcionamento cognitivo, a Neuropsicologia se confunde com as Neurociências Cognitivas. Por isso, nosso estudo é tão importante. Em nosso podcast, falaremos sobre as principais diferenças.
Esse saber encontra aplicações práticas em uma série de áreas do conhecimento. Portanto, é relevante para a atuação profissional em diversas áreas, como as de Saúde e Educação.
Veja a seguir os principais conceitos neuropsicológicos:
Funcionamento cognitivo - Conjunto das funções neuropsicológicas ou cognitivas. Trata-se sempre de um conjunto individual, uma vez que as trajetórias de desenvolvimento neural também são individuais. Podemos intuir que cada indivíduo terá pontos fortes e fracos em seu desempenho cognitivo.
Déficit cognitivo - Funcionamento cognitivo (geral ou específico, em termos de uma ou outra função cognitiva) de um indivíduo considerado abaixo da média esperada para suaidade, seus anos de escolaridade e outras características sociodemográficas reconhecidamente associadas ao desempenho cognitivo.
Rebaixamento cognitivo - Declínio do funcionamento cognitivo de um indivíduo comparado com seu desempenho anterior.
FUNÇÕES NEUROPSICOLÓGICAS
A história da ciência da Neuropsicologia é marcada pelo estudo de pacientes lesionados no cérebro. Aqueles com lesões em determinadas áreas do Sistema Nervoso Central perdiam a capacidade de exercer algumas das suas Atividades da Vida Diária (AVDs) – indicativas de seu funcionamento cognitivo subjacente – mas preservavam outras.
Os estudos mais aprofundados da área auxiliaram na construção de um entendimento de que havia, então, uma multiplicidade de funções e de sua relativa independência.
Você sabia. As funções cognitivas se expressam em animais, ainda que de forma rudimentar, em escala evolutiva, demonstrando sua conservação ao longo da evolução das espécies.
A tabela a seguir apresenta, de forma introdutória, as funções cognitivas, sua breve descrição, bem como exemplos e áreas cerebrais associadas:
FUNÇÕES COMPLEXAS E INTEGRAÇÃO CEREBRAL
Pela tabela apresentada, fica evidenciado que o funcionamento cognitivo requer a participação de diversos componentes do Sistema Nervoso Central. Somente para fins didáticos, podemos separar as funções cognitivas.
No mundo concreto, considerando o funcionamento dos indivíduos em suas Atividades da Vida Diária, as funções cognitivas atuam de forma integrada e interdependente, como ilustrado no esquema a seguir:
Sob coordenação das funções executivas, o indivíduo, ativado por uma emoção, motiva-se na direção de focar a atenção em determinado estímulo, que será processado pela sensopercepção, gerando o traço necessário para a memória e o consequente aprendizado.
A ideia aqui é compreender como essa integração ocorre em nível do substrato neural subjacente.
As funções cognitivas apontadas anteriormente requerem o funcionamento dos córtices do cérebro, conforme mostra a figura:
Alexander Luria foi um dos pesquisadores mais proeminentes da Neuropsicologia (FUENTES et al., 2008). Ele formulou a compreensão de que o córtex está organizado em unidades funcionais, que incluem:
· ÁREAS PRIMÁRIAS - Áreas mais básicas e monomodais, como as áreas visuais primárias do córtex occipital e as áreas motoras primárias do giro pré-central do córtex frontal, que lidam apenas com uma modalidade sensorial específica: a visão e a audição, respectivamente.
· ÁREAS SECUNDÁRIAS - Áreas associativas visuais, que nos permitem a compreensão perceptual, com mais sentido, dos estímulos visuais.
· ÁREAS TERCIÁRIAS - Áreas de associação multimodais, que integram e processam diversas modalidades sensoriais para criar uma percepção completa do estímulo que seja, simultaneamente, visual, espacial, auditivo e mnemônico. É o caso da junção têmporo-parieto-occipital e do córtex pré-frontal.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Sobre as funções neuropsicológicas, é correto afirmar que:
A - As funções cognitivas são independentes, pois podem ser estudadas separadamente.
B - As funções cognitivas são desempenhadas exclusivamente pelos córtices cerebrais.
C - O desempenho do indivíduo nas atividades do dia a dia independe do seu funcionamento neuropsicológico.
(*) D - Para um funcionamento neuropsicológico adequado, é imprescindível a participação coordenada de uma gama de funções cognitivas.
Comentário
Embora possam ser estudadas separadamente, as funções cognitivas ou neuropsicológicas agem de forma integrada, bem como requerem a participação integrada do Sistema Nervoso, e não só do córtex cerebral. Essas funções têm relação intrínseca com as Atividades da Vida Diária do indivíduo, promovendo sua adaptação ao meio.
2. Considere o seguinte caminho percorrido pela informação no Sistema Nervoso Central:
I. Órgão sensorial (ouvido) – para a transdução do impulso físico em elétrico, que possa ser propagado pelos axônios até o cérebro.
II. Área auditiva primária – apenas a sensação de um estímulo sonoro.
III. Córtex auditivo de associação – compreensão de ouvirmos palavras.
IV. Área de Wernicke – integração e compreensão da informação linguística.
V. Área terciária (córtex pré-frontal) – para a correta organização e geração da resposta.
VI. Área motora associativa da fala – área de Broca.
VII. Área motora primária – para a preparação da resposta motora dos dedos, dos punhos e das mãos.
É possível supor que o indivíduo esteja engajado em qual das atividades a seguir?
A - Transcrevendo algo que está escrito em um quadro.
B - Copiando a resposta de uma informação lida.
(*) C - Ouvindo uma questão e a respondendo por escrito.
D - Respondendo oralmente a uma pergunta escrita.
Comentário
A informação é auditiva, uma vez que está chegando às áreas sensoriais primárias auditivas.
MÓDULO 5
Identificar diferentes modalidades de exames do funcionamento cerebral
IMAGIAMENTO DO FUNCIONAMENTO CEREBRAL
Desde os primeiros estudos em Neurociência Cognitiva, sempre houve uma preocupação com a utilização de metodologias e de instrumentos de alta qualidade.
Embora as pesquisas neuropsicológicas se dedicassem ao estudo de indivíduos com lesão, com o advento de tecnologias seguras, pôde-se avançar na compreensão do funcionamento normal do Sistema Nervoso, em especial do Sistema Nervoso Central e do cérebro.
A neuroimagem surgiu como instrumento de estudo fundamental para o avanço em pesquisas na área (FUENTES et al., 2008), atendendo aos diferentes objetivos já tratados aqui. Com essa ferramenta, é possível conhecer a estrutura e a integridade dos componentes do Sistema Nervoso Central, tanto em termos morfológicos quanto, mais recentemente, em termos funcionais.
Atualmente, estão à disposição dos pesquisadores das áreas de Neurociências Cognitivas dois conjuntos de ferramentas de neuroimagem: as técnicas estruturais e as técnicas funcionais.
TÉCNICAS FUNCIONAIS DE NEUROIMAGEM
As técnicas chamadas funcionais não se restringem apenas a mostrar as estruturas do Sistema Nervoso Central, mas nos apresentam uma possibilidade de estudar seu funcionamento.
O pressuposto básico para compreender a aplicabilidade desse tipo de neuroimagiamento é o seguinte:
· As estruturas no Sistema Nervoso Central requeridas para determinada função ou determinado conjunto de funções apresentarão alterações em seu metabolismo. Afinal, quando ativadas, precisarão de mais aporte de oxigênio e glicose para o funcionamento das células nervosas locais.
· Se pudermos traçar esses compostos, bem como o uso de neurotransmissores e a ativação de receptores e transportadores celulares, poderemos ver online quais áreas atuam em determinada atividade desempenhada pelo indivíduo que está sendo mapeado.
► As técnicas mais conhecidas e difundidas são as variações da Tomografia Computadorizada, como o PET-Scan e o SPECT, que se utilizam de compostos radioativos temporários para conhecer a perfusão cerebral. ( Perfusão cerebral.Rota dos compostos requeridos pelas áreas ativas naquela atividade).
► De modo especial, a Ressonância Magnética Funcional (fMRI, na sigla em inglês), reconhecida no campo, mapeia a “movimentação” da hemoglobina (Hemoglobina. Molécula que carrega oxigênio para as células).
► Surgida mais recentemente, a Tomografia Óptica Difusa (DOT, na sigla em inglês) utiliza a defração da luz projetada por eletrodos através do crânio. A técnica mede a absorção óptica da hemoglobina e depende de seu espectro de absorção, variando com o estado de oxigenação.
MODALIDADES DE IMAGIAMENTO FUNCIONAL
As técnicas funcionais são as mais relevantes para o estudo recente das Neurociências Cognitivas.
Atenção. As aplicações derivam do estudo das bases neurais do funcionamento cognitivo normal (aplicáveis às áreas de Saúde e Educação), bem como da compreensão das diferenças de processamento cognitivo em indivíduos com perfis distintos de déficits neurocomportamentais.
Nesse último caso, os exames são úteis para a compreensão do funcionamento do indivíduo e podem orientar serviços de reabilitaçãoneurocognitiva e de psicofarmacologia, bem como acompanhar os efeitos desses recursos ao longo do tempo.
Para ilustrar, apesentamos a seguir um exemplo de mapa construído a partir de um exame funcional:
Observamos aqui a variação do local de maior ativação das regiões cerebrais conforme a tarefa.
Nos mapas de imagiamento funcional do cérebro, as escalas coloridas informam maior e menor ativação. Nesta figura, quanto mais próximo das cores vermelha, laranja e amarela, maior será a ativação das áreas correspondentes.
Como vimos, uma das técnicas mais atuais e promissoras no campo das neuroimagens funcionais para a área de Neurociência Cognitiva é a Tomografia Óptica Difusa (DOT).
Na figura a seguir, apresentamos um exemplo de pesquisa que oferece uma comparação entre o exame de fMRI e a DOT:
Legenda
fMRI = Ressonância Magnética Funcional
HD-DOT = Tomografia Óptica Difusa de Alta Densidade.
Note que a terceira linha de cérebros contém a sobreposição: um comparativo dos resultados dos dois exames (fMRI e DOT), demonstrando sua acurácia, bem como a relativa especificidade das áreas cerebrais em funções distintas.
LOBO TEMPORAL
1. Ativação da área auditiva primária
Quando o indivíduo tem seu cérebro mapeado enquanto ouve palavras.
LOBO OCCIPTAL
2. Silenciamento das áreas auditivas com consequente ativação das áreas visuais primárias
Na leitura encoberta (sem fala) de uma palavra, observamos este silenciamento, coerente com o fato de o indivíduo não estar ouvindo sons.
LOBO PARIETAL
3. Ativação de regiões parietais e frontais
Promovida pela imaginação da fala da palavra lida, sem, no entanto, pronunciá-la
LOBO FRONTAL
4. Ativação das áreas associativas frontais
Na geração encoberta de verbos relacionados à palavra lida, ocorre a expressiva ativação destas áreas, uma vez que se trata de uma habilidade de alta complexidade em termos de manipulação de informação na memória de trabalho
O campo das Neurociências Cognitivas está em constante expansão, uma vez que o avanço tecnológico e metodológico propicia novas perguntas e novos objetivos de estudo do complexo funcionamento do Sistema Nervoso.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. Constituem exemplos de exames de neuroimagem funcional, exceto:
A - Imagem de tensor de difusão.
B - Ressonância Magnética Funcional.
C - Tomografia Óptica Difusa.
(*) D - Tomografia Computadorizada.
Comentário
A Tomografia Computadorizada é uma técnica de imagiamento estrutural e não compõe os exames que podem avaliar o funcionamento do Sistema Nervoso Central.
2. Com exames de neuroimagem estrutural, não é possível verificar:
A - As lesões nos diferentes tecidos do encéfalo.
(*) B - A reatividade de regiões do cérebro frente a estímulos.
C - O volume de áreas e estruturas.
D - Os indicativos de conectividade entre áreas.
Comentário
A reatividade cerebral frente a estímulos é um exemplo do funcionamento cerebral, que pode ser avaliado por outras técnicas de imagiamento, como a fMRI e o PET-Scan.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
As Neurociências e todos os conhecimentos a elas relacionados são realmente complexos, porque envolvem uma gama de saberes muito ampla. Entretanto, isso não significa que se trate de um conhecimento inalcançável ou que deva ser apresentado apenas a especialistas da área.
É fundamental possuir essas noções acerca de nosso Sistema Nervoso Central e, consequentemente, do funcionamento cerebral, para compreendermos um pouco mais sobre as especificidades que nos definem como espécie humana.
A partir das nossas indicações, esperamos que você possa se aprofundar no mundo das Neurociências.
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