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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ FACULDADE DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA E FARMACOLOGIA TERESINHA BRITO FUNÇÕES CORTICAIS TEORIA LOCALIZACIONISTA SOBRE AS FUNÇÕES MENTAIS NO CÉREBRO FUNÇÕES CORTICAIS - HISTÓRICO FRANZ J. GALL (1758-1822) - médico e neuroanatomista austríaco, foi o primeiro “localizacionista” de funções cerebrais. Sugeriu um mapa frenológico que indicariam a localização de diferentes faculdades no cérebro. Achava que a conformação do crânio tinha correlação como desempenho de determinadas faculdades. FUNÇÕES CORTICAIS - HISTÓRICO PAUL BROCA (1824 - 1880) - médico e anatomista francês, foi o primeiro a descrever uma correlação positiva entre sintomas e lesão cerebral. Mostrou que a afasia motora está associada à lesão do terço posterior do giro frontal esquerdo inferior e sugeriu que essa área é o “centro para as imagens motoras das palavras” e que a sua lesão causa, invariavelmente, esse tipo de afasia. KARL WERNICKE (1848-1905)- psiquiatra alemão, mostrou que a lesão no terço posterior do giro temporal superior esquerdo causava um tipo de afasia do tipo sensorial. O paciente não compreendia as palavras faladas. KARL KLEIST ( 1879 - 1960) - descrição de uma série de sintomas causados por ferimentos a bala em diferentes regiões cerebrais. FUNÇÕES CORTICAIS - HISTÓRICO HUGHLINGS JACKSON (1835 - 1911) - se opôs a tendência localizacionista estrita defendendo a ideia de que a organização dos processos mentais complexos depende de vários níveis de processamento. Seus seguidores propuseram a ideia de que não depende de uma única área estrita mas do conjunto da atividade cerebral. ALEKXANDR R LURIA (1902 – 1977): A partir do estudo psicológico de pacientes com lesões cerebrais locais, Luria descreveu o cérebro como um sistema complexo formado por unidades funcionais. Haveria três SISTEMAS FUNCIONAIS básicos que trabalham juntos: Unidade para regular o tônus ou a vigília Unidade para obter, processar e armazenar informações Unidade para programar, regular e verificar a atividade mental Organização cortical e hierárquica: Áreas Primárias (projeção): recebem impulsos da periferia ou os enviam para ela; Áreas secundárias (de projeção-associação) cujas informações são processadas ou programadas; Áreas terciárias (ou de sobreposição) realizam as funções integrativas. REVISANDO... PRINCIPAIS FUNÇÕES DO SISTEMA NERVOSO Integração do ser com o meio ambiente; Controle e coordenação das funções de todos os sistemas do organismo; Interpretar estímulos, organizar e ordenar ações e respostas; Controla atos voluntários (conscientes) e involuntários (inconscientes); Organizar respostas comportamentais; Controle do meio interno (relação com o sistema endócrino); Responsável pela cognição, memória e aprendizado. SISTEMA NERVOSO SISTEMA NERVOSO CENTRAL: localizado dentro do esqueleto axial (cavidade craniana e canal vertebral) SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO: localiza-se fora deste esqueleto SISTEMA NERVOSO CENTRAL PROCESSA AS INFORMAÇÕES DO AMBIENTE E ORGANIZA RESPOSTAS - 100 BILHÕES DE NEURÔNIOS ENCÉFALO MEDULA ESPINHAL SISTEMA NERVOSO CENTRAL Kandel, 2014 SISTEMA NERVOSO CENTRAL Silverthorn, 2010 parietal temporal ENCÉFALO Substância cinzenta Substância branca As áreas corticais correspondentes de ambos os lados são interconectadas por comissuras e pelo corpo caloso. Substância Cinzenta: corpos de neurônios Substância Branca: fibras mielínicas – vias que os impulsos percorrem – se organizam em tratos e fascículos. ENCÉFALO REGIÃO REGIÃO FUNÇÃO FUNÇÃO FUNÇÕES DO ENCÉFALO Silverthorn, 2010 FUNÇÕES CORTICAIS SUPERIORES Córtex cerebral é a fina camada de substância cinzenta que reveste o centro branco medular do cérebro; Trata-se de uma das partes mais importantes do sistema nervoso; Nele chegam impulsos provenientes de todas as vias da sensibilidade que lá se tornam conscientes e são interpretadas; Saem os impulsos nervosos que iniciam e comandam os movimentos voluntários e com ele estão relacionados os fenômenos psíquicos. CÓRTEX CEREBRAL Projeção sensorial e Cognição Planejamento e iniciação de movimentos voluntários Compreensão e expressão da linguagem Processos mentais complexos (pensamento, raciocínio) Memória e Aprendizagem Experiências emocionais e motivacionais PRINCIPAIS FUNÇÕES CORTICAIS DIVISÃO FILOGENÉTICA DO CÓRTEX CEREBRAL A palavra vem do Latim: cortiça (lâminas) Neocórtex: envolve a maior parte do encéfalo (90% do córtex de humanos) – tem seis camadas Paleocórtex: córtex mais antigos – diencéfalo e parte do parietal Arquiocórtex: área mais antiga do córtex – olfato é a única informação sensória designada ao arquiocórtex (não passa pelo tálamo) CITOARQUITETURA DAS CAMADAS CORTICAIS O corpos celulares dos neurônios corticais estão sempre arranjados em camadas ou lâminas, maioria situadas paralelamente à superfície do encéfalo. Camada I – camada molecular tem poucos corpos neuronais Neurônios para transferência de informações II (mesmo hemisfério) e III (hemisférios diferentes) Camada IV – informações que chegam do tálamo Camada VI (camada multiforme) - fibras corticais eferentes, que se dirigem para os núcleos do tálamo A partir da camada V – projeções para estruturas subcorticais CITOARQUITETURA DAS CAMADAS CORTICAIS CITOARQUITETURA DAS CAMADAS CORTICAIS Áreas de Brodmann (52) ÁREAS CITOARQUITETURAIS, ORGANIZAÇÃO DAS CÉLULAS Mapa citoarquitetônico de Brodmann CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL DO CÓRTEX CEREBRAL CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL DO CÓRTEX CEREBRAL Silverthorn, 2010 CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DO CÓRTEX CEREBRAL CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DO CÓRTEX CEREBRAL ENCÉFALO FUNCIONANDO Silverthorn, 2010 CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DO CÓRTEX CEREBRAL ÁREAS DE PROJEÇÃO (ÁREAS PRIMÁRIAS) Recebem ou dão origem a fibras relacionadas diretamente com a sensibilidade e com a motricidade ÁREAS DE ASSOCIAÇÃO Não se relacionam diretamente com a motricidade ou com a sensibilidade Recebem e analisam sinais a partir de múltiplas regiões do córtex Podem ser: ÁREAS SECUNDÁRIAS (áreas unimodais) Indiretamente relacionadas com uma determinada modalidade sensorial ou com a motricidade Conectam-se com as áreas primárias de mesma função ÁREAS TERCIÁRIAS (áreas supramodais) Não se ocupam do processamento motor ou sensitivo Atividades psíquicas superiores (memória, processos simbólicos, pensamento abstrato) Conexões com áreas unimodais ou com outras áreas supramodais CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DO CÓRTEX CEREBRAL ÁREAS PRIMÁRIAS ÁREAS ASSOCIATIVAS SECUNDÁRIAS ÁREAS ASSOCIATIVAS TERCIÁRIAS ÁREA MOTORA Córtex Motor Primário ÁREAS SENSORIAIS Córtices sensoriais primários: somestésico, visual, auditivo, gustativo, olfativo. ÁREA DE ASSOCIAÇÃO SENSORIAL Área somestésica secundaria Área visual secundaria Área auditiva secundaria Área de Wernicke ÁREA DE ASSOCIAÇÃO MOTORA Área motora suplementar Área pré-motora Área de Broca Área pré-frontal Área parieto-occipitotemporal Área de associação límbica Localização das principais áreas de associação do córtex cerebral, mostradas em relação às áreas motoras e sensoriais primárias e secundárias. ÁREAS DE ASSOCIAÇÃO As áreas corticais envolvidas com a percepção são mais amplas que as regiões primárias, e ficaram conhecidas pelo termo impreciso “áreas associativas”. As lesões que ocorrem nelas produzem as agnosias, distúrbios da percepção que atingem a visão, a audição, a sensibilidade a respeito do corpo e do ambiente externo. ÁREAS DE ASSOCIAÇÃO Lent, 2010 Mapa das áreas funcionais específicas no córtexcerebral, mostrando especialmente as áreas de Wernicke e de Broca para compreensão da linguagem e produção da fala, as quais, em 95% de todas as pessoas, estão localizadas no hemisfério esquerdo. FUNÇÕES DAS ÁREAS DE ASSOCIAÇÃO ESQUERDO: responsável pelo pensamento lógico "A chuva é a água evaporada dos mares e rios que se condensa nas nuvens e cai na terra.“ DIREITO: responsável pela criatividade. “Ah, ah, as nuvens estão espirrando!" ASSIMETRIA FUNCIONAL DO CÓRTEX A descoberta de que as áreas da linguagem situavam-se no hemisfério esquerdo gerou o conceito de hemisfério dominante; Hoje sabe-se que o hemisfério direito é mais desenvolvido em outras funções e esse conceito de dominância não possui mais sentido; A assimetria funcional é uma característica das áreas de associação. A assimetria relaciona-se apenas as áreas corticais associativas OS DOIS HEMISFÉRIOS CEREBRAIS SÃO FUNCIONALMENTE ASSIMÉTRICOS Silverthorn, 2010 Os hemisférios são especializados, o que significa que participam das mesmas funções de modo diferente. O conceito de especialização superou o conceito antigo de dominância, pelo qual um dos hemisférios faria tudo, sendo o outro uma “reserva técnica” coadjuvante. OS HEMISFÉRIOS NÃO SÃO IGUAIS O hemisfério esquerdo é melhor na realização mental de cálculos matemáticos, no comando da escrita e na compreensão dela através da leitura. O hemisfério direito, por outro lado, é melhor na percepção de sons musicais e no reconhecimento de faces. Lent, 2010 ESPECIALIZAÇÕES HEMISFÉRICAS Quando os painéis à esquerda (em bege) são apresentados para pacientes com grandes lesões hemisféricas copiarem, os que têm lesões direitas (hemisfério esquerdo funcionante) copiam os detalhes mas perdem a forma global (painéis do meio). O contrário ocorre com os pacientes com lesões esquerdas (hemisfério direito funcionante, painéis à direita). Lent, 2010 O lado direito do seu cérebro tenta dizer a cor, mas o lado esquerdo insiste em ler a palavra Análise das coordenadas espaciais de todas as partes do corpo e do meio circundante (lesão- perde o reconhecimento de que tem o lado oposto do corpo-assomatognosia) Área de Wernicke- Compreensão da linguagem, inteligência Lesão- incapacidade de dispor as palavras em um pensamento coerente, pode ler, mas não reconhece o pensamento alí contido, dificuldade na compreensão da linguagem, a fala é fluente , mas faz pouco sentido. (afasia de Wernicke), Estimulação- induz pensamentos (cenas visuais complicadas, alucinações auditivas) Giro angular- Processamento visual das palavras Dislexia- dificuldade na leitura e na escrita. Os pacientes com lesão da área de Wernicke apresentam distúrbios de compreensão da fala Afasia de compreensão (ou Afasia de Wernicke) ÁREA DE ASSOCIAÇÃO PARIETO-OCCIPTOTEMPORAL Lent, 2010 ASSOMATOGNOSIA- SÍNDROME DE INDIFERENÇA ÁREA DE ASSOCIAÇÃO PARIETO-OCCIPTOTEMPORAL Desenhos de um paciente com a síndrome de indiferença. O paciente copia apenas o lado direito dos modelos, ignorando quase tudo que está à esquerda. Lent, 2010 ÁREA DE ASSOCIAÇÃO PARIETO-OCCIPTOTEMPORAL Anton Raederscheidt pintor alemão que sofreu um AVC que causou uma lesão no lobo parietal direito, cujos sintomas foram revelados em suas obras. Em seus auto-retratos, o artista documentou a evolução da sua própria síndrome de indiferença 2 meses após o acidente neurológico (A), 3,5 meses depois (B), 6 meses depois (C ) e 9 meses depois (D). Lent, 2010 ASSOMATOGNOSIA- SÍNDROME DE INDIFERENÇA Áreas de reconhecimento facial localizadas na face inferior do cérebro na região medial dos lobos occipital e temporal. LESÃO- PROSOFENOSIA ÁREA DE RECONHECIMENTO DA FACE OCCIPITAL ANTEROLATERAL E TEMPORAL POSTERIOR Os pacientes com lesão da área de Broca apresentam distúrbios de expressão da fala Afasia de expressão (ou Afasia de Broca) → sem déficits motores propriamente ditos, torna-se incapaz de falar, ou apresenta uma fala não fluente, restrita a poucas sílabas ou palavras curtas sem verbos ÁREA DE ASSOCIAÇÃO PRÉ-FRONTAL Planejamento de movimentos complexos e elaboração de pensamentos ÁREA DE BROCA → Formação da palavra Intima associação com a área de Wernicke A área de Broca situa-se anteriormente a área motora primária que controla a face, lábios e a língua É responsável pela EXPRESSÃO da linguagem falada. Aqui as palavras a serem pronunciadas serão formadas Lent, 2010 PROCESSAMENTO CEREBRAL DA LINGUAGEM FALADA E VISUAL Silverthorn, 2010 FUNÇÕES INTELECTUAIS SUPERIORES DA ÁREA PRÉ-FRONTAL LOBOTOMIA PRÉ-FRONTAL (PACIENTES COM DEPRESSÃO PSICÓTICA GRAVE) Incapacidade de resolver problemas complexos Perdem objetivos, ambição Incapacidade de executar várias tarefas simultaneamente Perdem agressividade Perda de conceitos morais (sexo, excreção) Labilidade de humor (doçura para raiva, excitação para loucura) Falam e compreendem a linguagem, mas não acompanham pensamentos complexos Realizam funções motoras sem objetivo Incapacidade de elaboração do pensamento (distração) Perda do pensamento crítico Caso clássico: Phineas Gage em 1848 era capataz de construção de ferrovia nos EUA, socava dinamite em um buraco com um soquete (tipo de pilão) de ferro. Por uma explosão acidental, o soquete se alojou no lado esquerdo da parte frontal do crânio, após breve desmaio, recobrou consciência normal, com sentidos e movimentos preservados Mudança de personalidade: não era mais ele mesmo → indeciso, arrogante, obstinado. LESÃO NO CÓRTEX PRÉ-FRONTAL Lent, 2010 Comportamento Emoções Motivação Memória ÁREA DE ASSOCIAÇÃO LÍMBICA Silverthorn, 2010 Representação das comissuras cerebrais vistas de baixo e “por transparência”. O corpo caloso e a comissura do hipocampo estão cortados longitudinalmente em ambos os lados, para facilitar a compreensão. Muitas fibras que trafegam na comissura do hipocampo na verdade não cruzam, mas formam o fórnix em cada lado. A comissura anterior tem um ramo anterior que conecta os bulbos olfatórios. As áreas corticais correspondentes de ambos os lados são interconectadas por comissuras e pelo corpo caloso CONEXÃO INTER-HEMISFÉRICA Lent, 2010 FUNÇÃO DO CORPO CALOSO E DA COMISSURA ANTERIOR Conectar as áreas corticais dos dois hemisférios Corpo caloso → cooperação dos dois lados do hemisfério Comissura anterior → unificação da resposta emocional dos dois lados do hemisfério Lesão Ex. secção do corpo caloso A área de Wernicke dominante perde o controle sobre o córtex motor do lado oposto Apresentam duas partes cerebrais conscientes totalmente separadas SÍNDROME DA DESCONEXÃO INTER-HEMISFÉRICA Incapacidade dos hemisférios de trocar informações Só o hemisfério esquerdo viu L, portanto, a paciente só consegue falar o que o hemisfério da linguagem viu. Mas como o hemisfério direito viu R e é ele que comanda a mão esquerda, a resposta nesse caso será diferente. No experimento que revelou a síndrome de desconexão inter-hemisférica, a paciente com o corpo caloso seccionado olha fixamente para uma tela (A) onde o pesquisador projeta estímulos muito breves (milissegundos). Depois (B), é solicitada a dizer oralmente o que viu, e apontar o mesmo com a mão esquerda. Por que as respostas são diferentes? Lent, 2010 COMO APRENDEMOS, LEMBRAMOS E ESQUECEMOS? “...a sua memória é a sua autobiografia, o repositório de suas vivências e sentimentos.” Roberto Lent APREDIZAGEM E MEMÓRIA A memóriase refere ao mecanismo de armazenamento do que foi aprendido. É a capacidade que tem o homem e os animais de armazenar informações que possam ser recuperadas e utilizadas posteriormente. O aprendizado é o mecanismo neural pelo qual um indivíduo muda seu comportamento como resultado da experiência. É a aquisição do conhecimento. SISTEMAS DE MEMÓRIA Eventos externos Seleção Eventos internos (cognição, emoção, etc) Aquisição Seleção Retenção temporária Evocação e utilização Consolidação Retenção duradoura Esquecimento Comportamento A operação dos sistemas de memória pode ser esquematicamente representada por uma sequência de etapas, a partir da entrada de um evento novo, proveniente do ambiente externo ou mesmo da mente do indivíduo. Lent, 2010 Existem diferentes categorias de memória que vão nos mostrar que memorizar datas, nomes e lugares não é o mesmo que aprender a andar de bicicleta... QUANTO AO TEMPO DE RETENÇÃO TIPOS CARACTERÍSTICAS Ultra-rápida Dura fração de segundos a alguns segundos, memória sensorial Curta duração Dura minutos ou horas, garante o sentido de continuidade do presente Longa duração Dura horas, dias ou anos, garante o registro do passado autobiográfico e dos conhecimentos do indivíduo TIPOS E CARACTERÍSTICAS DA MEMÓRIA TIPOS E CARACTERÍSTICAS DA MEMÓRIA TIPOS MECANISMO DE FORMAÇÃO Ultra-rápida Atividade neural contínua ou acúmulo de cálcio na terminação pré-sináptica Curta duração Presença de neurônio facilitatório (serotonina) Longa duração Modificação estrutural nas sinapses - Aumenta a capacidade física para a liberação do neurotransmissor ou o número de vesículas - Aumenta o número de terminações pré-sinápticas QUANTO À NATUREZA TIPOS CARACTERÍSTICAS Explícita ou declarativa Pode ser descrita por meio de palavras e outros símbolos Evocar requer atenção consciente Implícita ou não declarativa Não pode ser descrita por meio de palavras Adquirida lentamente por repetição Evocar é automático e não requer atenção consciente Operacional ou memória de trabalho Permite o raciocínio e o planejamento do comportamento TIPOS E CARACTERÍSTICAS DA MEMÓRIA TIPOS E CARACTERÍSTICAS DA MEMÓRIA TIPOS CARACTERÍSTICAS De representação perceptual ou evocada por “dicas” Representa imagens sem significado conhecido, memória pré-consciente De procedimento Hábitos, habilidades e regras Associativa Associa dois ou mais estímulos (condicionamento clássico), ou um estímulo a uma certa resposta (condicionamento operante) Não associativa Atenua uma resposta (habituação) ou a aumenta (sensibilização) através da repetição de um mesmo estímulo TIPOS CARACTERÍSTICAS Episódica Tem uma referência temporal, memória de fatos sequenciados Semântica Envolve conceitos atemporais, memória cultural EXPLÍCITA OU DECLARATIVA IMPLÍCITA OU NÃO DECLARATIVA TIPOS DE MEMÓRIA E SUBSTRATO NEURAL CORRESPONDENTE MEMÓRIA SUBSTRATO NEURAL Memória a curto prazo Córtex pré-frontal Memória explícita ou declarativa Lobo temporal medial, diencéfalo Memória evocada por “dicas” (Priming) Córtex occipital, temporal e frontal Aprendizado de tarefas motoras Corpo estriado Condicionamento clássico Cerebelo Condicionamento emocional Amígdala A memória é armazenada por todo o córtex cerebral em vias conhecidas como VIAS DA MEMÓRIA HIPOCAMPO O hipocampo é uma estrutura essencial no processo de consolidação da memória (converter a memória a curto prazo em memória a longo prazo) Associado ao lobo temporal medial faz conexões com amplas áreas corticais associativas (pré-frontal, parietal e as demais áreas anteriores e posteriores do lobo temporal) onde a memória de longo prazo fica armazenada. Além disso faz conexões com o diencéfalo (corpos mamilares hipotalâmicas e núcleos anteriores do tálamo) que também participa do processo de consolidação. Lesões no hipocampo impedem a pessoa de construir novas memórias, mesmo que as memórias mais antigas anteriores à lesão permaneçam intactas. Incapacidade para codificar os acontecimentos do passado recente na memória de longo prazo Refere-se à incapacidade parcial ou total de adquirir, reter e/ou evocar, em um momento posterior, informações previamente adquiridas AMNÉSIA Amnésia anterógrada → não lembra memórias recentes Amnésia retrógrada → não lembra memórias do passado Amnésia dissociativa → esquece certos eventos ou uma parte do passado Hiperminésia e incapacidade de esquecer → anomalia perceptual chamada sinestesia (capacidade de pensar limitada, porque não consegue ignorar detalhes) TIPOS DE AMNÉSIA Fisiológica, amnésia senil benigna Hipóxia, hipoglicemia Doenças neurodegenerativas (Alzheimer, Parkinson) Traumas ou tumores, convulsões, epilepsia Demência alcoólica (Síndrome de Korsakoff) Alterações cerebrovasculares Depressão, mania, esquizofrenia Induzida por drogas (benzodiazepínicos) PRINCIPAIS CAUSAS DA AMNÉSIA Não deixe de ler... De aorcdo com uma peqsiusa de uma uinrvesriddae ignlsea, não ipomtra em qaul odrem as Lteras de uma plravaa etãso, a úncia csioa iprotmatne é quea piremria e útmlia Lteras etejasm no lgaur crteo. O rseto pdoe ser uma bçguana ttaol, que vcoê anida pdoe ler sem pobrlmea. Itso é poqrue nós não lmeoscdaa Ltera isladoa, mas a plravaa cmoo um tdoo. Sohw de bloa! Fixe seus olhos no texto abaixo e deixe que a sua mente leia corretamente o que está escrito... 35T3 P3QU3N0 T3XTO 53RV3 4P3N45 P4R4 M05TR4R COMO NO554 C4B3Ç4 CONS3GU3 F4Z3R CO1545 1MPR3551ON4ANT35! R3P4R3 N155O! NO COM3ÇO 35T4V4 M310 COMPL1C4DO, M45 N3ST4 L1NH4 SU4 M3NT3 V41 D3C1FR4NDO O CÓD1GO QU453 4UTOM4T1C4M3NT3, S3M PR3C1S4R P3N54R MU1TO, C3RTO? POD3 F1C4R B3M ORGULHO5O D155O! SU4 C4P4C1D4D3 M3R3C3! P4R4BÉN5! DICAS PARA APRENDER BEM 1) Leia muito (use o seu banco de dados pessoais, imagine, crie, pense) 2) Repita as tarefas que está aprendendo e aprenda sempre coisas novas 3) Avalie o que é essencial e importante (selecione) 4) Cultive bem os seus relacionamentos interpessoais 5) Descubra o que lhe dá prazer. E o que não dá e os evite! 6) Durma bem (a privação de sono dificulta a compreensão e a consolidação) 7) Faça exercícios aeróbicos Use muito o CÉREBRO, não só para estudar e ser um profissional competente, mas ser uma pessoa feliz e melhor! SILVERTHORN, D.U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 5ª edição. Porto Alegre: Artmed, 2010. KOEPPEN, B.M., STANTON, B.A., Berne & Levy, Fisiologia. 6ª edição. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009. LENT, R. Cem Bilhões de Neurônios? 2ª edição. Rio de Janeiro: Atheneu, 2010. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS