Prévia do material em texto
Neurociências e o Processo de Aprendizagem W B A 0 2 5 1_ v1 .3 2/196 Neurociências e o Processo de Aprendizagem Autoras: Luciana Ramalho Pimentel da Silva / Tamires Araujo Zanão Como citar este documento: PIMENTEL-SILVA, Luciana Ramalho; ZANÃO, Tamires Araujo. Neurociên- cias e o processo de Aprendizagem. Valinhos: 2016. Sumário Apresentação da Disciplina 03 Unidade 1: Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação 05 Unidade 2: Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sis- tema nervoso 31 Unidade 3: Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso 58 Unidade 4: Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral 87 Unidade 5: Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade) 112 Unidade 6: Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado 134 Unidade 7: Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 157 Unidade 8: Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado 180 2/196 3/196 Apresentação da Disciplina Ver, aprender, pensar, lembrar, sentir, movi- mentar-se. Somos frutos de experiências e vivências, interagimos com o meio e uns com os outros. Podemos dizer que tudo que vive- mos e o que faz com que sejamos nós mesmos é, de certa forma, algo que foi “aprendido” e está armazenado em nosso cérebro. Além, é claro, das funções biológicas que regulam o funcionamento do nosso organismo e co- mandam ações conscientes e inconscientes, indispensável à manutenção da vida. A neurociência busca responder às inúme- ras questões sobre o nosso sistema nervo- so e, dentro dele, sobre um dos órgãos mais complexos que conhecemos dentre todos os seres vivos, o cérebro humano: como se es- trutura, seus mecanismos biológicos e como o sistema nervoso orquestra e integra das mais simples às mais complexas funções. Estamos longe de desvendar todos os misté- rios do cérebro, mas a neurociência já trou- xe grandes avanços para a compreensão do sistema nervoso e de processos normais e patológicos. Nesta disciplina, você poderá aprender sobre a estrutura e funcionamento do sistema nervoso e os mecanismos bioló- gicos por trás de diversas funções, além de encontrar as principais contribuições que a neurociência trouxe para compreendermos a biologia da aprendizagem, tanto do pon- to de vista neurológico quanto educacio- nal. Discutiremos também como os recentes achados da neurociência permitem otimizar o processo ensino-aprendizagem. Não importa qual sua formação básica: você verá que a neurociência está mais próxima de nós do que imaginamos e que todas as áre- as do conhecimento podem tanto contribuir 4/196 quanto se beneficiar de suas descobertas. Não poderia ser diferente para a educação. 5/196 Unidade 1 Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação Objetivos 1. Apresentar a definição de neurociên- cia. 2. Apresentar conceitos iniciais sobre o sistema nervoso através de um breve histórico do desenvolvimento da neu- rociência ocidental. 3. Conceituar neuroeducação. Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação6/196 Introdução Afinal, o que é neurociência e o que faz um neurocientista? Quase todos nós já ouvi- mos falar em neurologia, precisamos ou co- nhecemos alguém que precisou dos servi- ços de um neurologista ou temos uma boa ideia do que trata a neurologia. E quanto à neurociência? O que, afinal, significa o ter- mo neurociência? Você já ouviu falar dessa fascinante área do conhecimento? Poderíamos dizer, simplificadamente, que a neurociência é a ciência que estuda o siste- ma nervoso e neurocientista é o profissional que utiliza diversas técnicas para responder a questões sobre ele. Porém, a neurociência, na verdade, não é uma única ciência. Trata- -se de um conjunto de abordagens e áreas que se ocupam de questões sobre o sistema nervoso, tais como a neuroanatomia, neu- rofisiologia, neurobiologia, neuropsicolo- gia, a própria neurologia, entre outras. As- sim como o neurocientista pode ser médico, biólogo, psicólogo e até mesmo engenheiro. Podemos agrupar as neurociências em cin- co grandes disciplinas, que integram fer- ramentas e conceitos de diversas outras: a neurociência molecular, a neurociência celular, a neurociência sistêmica, a neuro- ciência comportamental e, por fim, a neu- rociência cognitiva. Todas contribuem para elucidar a estrutura, função e alterações ou doenças do sistema nervoso (LENT, 2010). As neurociências vêm tomando grande e crescente destaque nos últimos anos e parece, mesmo para nós, neurocientistas, que tudo aquilo que for acrescido do prefi- xo “neuro” é neurociência ou nela está in- Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação7/196 cluído. Não deixa de ser verdade, afinal, se pensarmos que o sistema nervoso comanda nosso organismo e ainda é responsável pela interface que torna possível nossa intera- ção com o mundo e tudo o que nele se en- contra através de comportamentos, ações e emoções. Aliás, foi basicamente esse tipo de intera- ção que nos trouxe a neurociência. Foi as- sim, movidos pela curiosidade de entender, entre outras coisas, como nos relacionamos com o mundo, quem somos, o que somos e o que nos motiva, que provavelmente che- gamos ao sistema nervoso, mais propria- mente ao encéfalo, como o “culpado” por trás de tudo isso. Note que nos referimos ao encéfalo como o “culpado” por comandar o que somos e como interagimos com o meio externo. É que “cérebro” compreende apenas o telencéfalo, a parte do sistema nervoso que adquirimos mais recentemente do ponto de vista evolu- tivo e que comanda diversas funções, inclu- sive as chamadas funções superiores, como memória, linguagem e emoções. Encéfa- lo, nesse caso, é um termo mais adequado, pois compreende tudo o que está contido na caixa craniana: o cérebro, e também o cerebelo e o tronco encefálico, além de ser responsável pelas mais variadas funções, desde simples às mais complexas (BEARS; CONNORS; PARADISO, 2002). Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação8/196 Para os propósitos deste texto, utilizare- mos o termo “cérebro” quando tratarmos de funções mais específicas dessa região e “encéfalo” para nos referir a funções de out- ras regiões dele. Por sua vez, o termo neuro- ciência ou neurociências, no plural, signifi- cará o mesmo, o conjunto de ciências que tentam compreender o sistema nervoso. Nesta aula, você vai encontrar conceitos ini- ciais sobre o sistema nervoso e neurociên- cias, além de descobrir através da história da neurociência ocidental como os neuroci- entistas foram delineando o que era o siste- ma nervoso e gradativamente desvendan- do seus diversos níveis, ora mostrando que eram mais simples, ora mais complexos do que postulávamos. 1 UM BREVE HISTÓRICO DAS NEUROCIÊNCIAS NO OCIDENTE As questões que levantamos sobre o funcio- namento do nosso sistema nervoso e qual seu envolvimento em funções biológicas e comportamentos são tão ou mais antigas que o surgimento da ciência em si. Podem- os arriscar dizer que devem ter surgido junto com a nossa própria capacidade de pensar. Para saber mais Fique atento: frequentemente, traduzimos a pa- lavra inglesa brain como “cérebro”, mas o correto seria traduzir como “encéfalo”, enquanto cere- brum é que significa “cérebro”, em português. Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação9/196 Muitas das ciências que auxiliam à neuro- ciência em suas questões são igualmente antigas e bem estabelecidas, mas a neuro- ciência como a conhecemos hoje é relativa- mente jovem. Por isso, não é difícil rastrear seu histórico na medicina ocidental, desde as bases que permitiram seu desenvolvi- mento até a atualidade. Na Grécia antiga, o famoso erudito Hipócrates(460-370 a.C.), considerado pai da medicina ocidental, já associava o cére- bro ao intelecto, acreditando que nele es- tava o centro da inteligência. Entretanto, o filósofo Aristóteles (384-322 a.C.), pensa- dor grego de grande influência, contestava essa ideia e acreditava que o centro do in- telecto e emoções era o coração. Durante o império romano, Galeno (130- 200 d.C.), médico grego que concordava com Hipócrates, concluiu algumas obser- vações importantes sobre o sistema nervo- so a partir de suas dissecções em animais. De forma astuta embora um tanto empíri- ca, Galeno atribuiu ao cérebro, por sua con- Para saber mais Desde a Antiguidade, colocamos o coração como o responsável por emoções e sentimentos, como a paixão. Isso deve-se ao fato de que diversas situações com envolvimento de emoções são acompanhadas de atividades do sistema ner- voso que nos fazem “sentir” o coração, como o aumento da frequência cardíaca e dilatação dos vasos sanguíneos. Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação10/196 sistência macia, funções como as sensações e a memória, enquanto ao cerebelo, mais rígido, devia ser reservado controlar a mus- culatura. Galeno acreditava que para sentir, lembrar e esquecer algo seria necessário que o tecido nervoso apresentasse certa flexibilidade, maleabilidade, enquanto que para controlar os músculos seria preciso fir- meza (HERCULANO-HOUZEL, 2008). Embora não fossem exatamente esses os mecanismos por trás das sensações, memória e do controle muscular, o raciocí- nio de Galeno estava em uma direção, de certa forma, correta. Hoje, sabe-se que o cérebro realmente comanda funções como a memória e o cerebelo está envolvido, entre outras coisas, com o movimento. Galeno fez ainda diversas observações empíricas sobre outras estruturas do cérebro, como os ven- trículos cerebrais, associados à teoria dos quatro humores e ao funcionamento geral do encéfalo. Para Galeno, os ventrículos, es- paços ocos, conectavam-se com os nervos, que também acreditava serem ocos como os vasos sanguíneos, por onde passariam os humores responsáveis pelo movimento, por exemplo. Não cabe aprofundarmos esse assunto aqui, mas você pode encontrar mais detal- hes interessantes sobre essa e outras teo- rias da medicina antiga, inclusive da neuro- logia, em A Sombra do Plátano: crônicas de história da medicina, de Joffre M. de Rezende (REZENDE, 2009). As teorias de Galeno sobre os ventrícu- los cerebrais e humores foram reforçadas Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação11/196 por comparações com as primeiras máqui- nas hidráulicas, fazendo crer que o cérebro também funcionasse assim, por líquidos bombeados através dos nervos; e chegaram até a época de Rene Descartes (1596-1650), filósofo francês que acreditava que o com- portamento humano era muito complexo para ser assim explicado. Para Descartes, as funções que apenas os seres humanos apresentam, mais refinadas que as funções básicas dos animais, estariam localizadas na mente. Aqui, nasce uma longa discussão, que segue até os dias atuais, sobre a mente estar ou não localizada no cérebro. Nos séculos seguintes, cientistas foram identificando outras estruturas e funções do sistema nervoso. Conheceríamos a orga- nização anatômica e divisão geral do siste- ma nervoso até o fim do século XVII. Logo após, descobriu-se também que o sistema nervoso é composto de substância bran- ca – relacionada aos nervos – e substância cinzenta (córtex cerebral), que processar- ia as informações conduzidas pelos ner- vos. Finalmente, entre os séculos XVIII e XIX, mostrou-se, com bases em evidências ver- dadeiramente científicas, que Galeno es- tava errado nesse aspecto e que os nervos na verdade eram como fios que conduziam eletricidade e não como vasos ocos. Entretanto, mesmo usando experimen- tações científicas (questionáveis, é cer- to), em alguns momentos as neurociências cometeram “deslizes” como a frenologia (BEARS; CONNORS; PARADISO, 2002). No início do século XIX, o médico alemão Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação12/196 Franz Joseph Gall (1758-1828) mediu o crânio de centenas de indivíduos com dif- erentes características de personalidade e concluiu que as dimensões, saliências e regiões do crânio eram reflexo dos giros na superfície do cérebro e estariam relaciona- das com diversas características individu- ais e sentimentos, como bondade, firmeza, cautela, esperança, peso e até mesmo cor da pele. Felizmente, o francês Marie-Jean- Pierre Flourens (1794-1867) e outros cien- tistas, na busca de dados sobre a relação entre estrutura e função no sistema ner- voso, usando métodos como a ablação ex- perimental, mostraram que a frenologia estava equivocada. O tamanho do cérebro não se correlaciona com o formato do crâ- nio. Porém, algumas características não es- tavam de todo erradas, como, por exemplo, a linguagem estar localizada na região fron- tal do cérebro. Foram observações como as do neurologis- ta também francês Paul Broca (1824-1880) que de fato chamaram atenção para a lo- calização de funções específicas no cére- bro. Broca estudou o caso de um paciente com uma lesão no córtex cerebral, mais es- pecificamente, no lobo frontal esquerdo do cérebro que compreendia bem a fala, mas era incapaz de falar. Essa região é conheci- da até hoje por área de Broca e está relacio- nada com a articulação das palavras. Os estudos da localização das funções no cérebro continuaram pelo século XIX e XX e, como sempre, teorias muitas vezes opos- tas tentavam explicar o funcionamento do Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação13/196 cérebro. O italiano Camilo Golgi (1843- 1926) e o espanhol Santiago Ramón y Cajal são exemplos das discussões ferrenhas que sempre permearam as neurociências. Golgi (criador da técnica histológica que leva seu nome, a coloração de Golgi) defendia a Teo- ria Reticular, segundo a qual o tecido nervo- so era um emaranhado de prolongamentos celulares conectados como uma teia única. A teoria reticular apoiava as suposições de que o cérebro tinha funções desempenha- das por extensas áreas conectadas (HERCU- LANO-HOUZEL, 2008). Para saber mais A coloração de Golgi é uma técnica histológica que permite a visualização ao microscópio de al- guns tipos de células nervosas impregnadas por precipitados de prata, com riqueza de detalhes sem precedentes para a época e que é utilizada até os dias de hoje. Por sua vez, Ramón y Cajal (usando a col- oração de Golgi e “armado” de um mi- croscópio muito mais potente) defendia a teoria neuronal, segundo a qual o tecido nervoso era composto de células bem de- limitadas, com um espaço entre elas e or- ganizadas em circuitos. Seus achados, além de gerar ilustrações que impressionam até hoje pela precisão e riqueza de detalhes, Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação14/196 forneceram as bases que sustentavam a te- oria da localização delimitada de funções no sistema nervoso. Apesar de acreditarem em teorias comple- tamente opostas, Golgi e Cajal dividiram o prêmio Nobel de Medicina ou Fisiologia, em 1906, por suas imensas contribuições para a medicina, porém não sem trocarem farpas e discordâncias até mesmo durante o discur- so de entrega do prêmio (no artigo “Prêmio Nobel: dinamite, neurociências e outras iro- nias” (SALLET, 2008), você pode encontrar mais detalhes sobre as teorias, a premiação de Golgi e Cajal e exemplos das imagens da técnica de coloração de Golgi e dos desen- hos de Cajal). O trabalho de Cajal também forneceu as bases para responder às perguntas da neu- rofisiologia da época, mais condizentes com a existência de células individualiza- das, mas capazes de se conectar de alguma forma. O espaço entre essas células nervo- sas individualizadas foi mais tarde chama- do desinapse pelo neurofisiologista inglês Charles Sherrington (1857-1952). A teo- ria neuronal permitiu também que Eugen- io Tanzi (1856-1934) e depois dele Donald Hebb (1904-1985) explorassem a função dos neurônios no processo de aprendizado. No final do século XIX e início do século XX, conceitos antigos, como a noção de eletri- cidade animal demonstrada pelo médico, físico e filósofo italiano Luigi Galvani (1737, 1798), permitiriam que novos conceitos fossem investigados, como a representação dos movimentos e sentidos no córtex cere- Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação15/196 bral. A estimulação elétrica do córtex por uma fonte externa levou os neurocirurgiões Harvey Cushing (1869-1939) e Wilder Pen- field (1891-1976) a tirar importantes con- clusões sobre a localização dos movimen- tos e sensações no cérebro. Os “mapas” de funções elaborados por Penfield, conhecidos como homúnculos de Penfield, ao contrário da frenologia, são aceitos até hoje. A recíproca foi verdadeira e a neurociência também conseguiu explorar a atividade elétrica do próprio córtex para obter pistas sobre a localização das funções. O uso do eletroencefalograma (EEG), técni- ca descoberta pelo psiquiatra alemão Hans Berger (1873-1941) nos anos 1920, permi- tiu demonstrar a presença de diversos tipos de ondas cerebrais, detectadas pelo couro cabeludo e associadas ao raciocínio, repou- so, sono e até mesmo alterações e lesões cerebrais (BEARS; CONNORS; PARADISO, 2002). 2 AS NEUROCIÊNCIAS NA ATUA- LIDADE Hoje, ainda temos divergências entre neuro- cientistas das mais diversas formações, teo- rias sendo formadas, outras sendo postas em xeque, mas, felizmente, o desenvolvimento da tecnologia permite grandes avanços rumo à uma melhor e mais clara compreensão siste- ma nervoso. A partir dos anos 1950, o con- hecimento sobre o metabolismo cerebral começou a ser usado e ampliado para entend- er mais sobre as funções cerebrais. Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação16/196 Para saber mais Por definição, metabolismo é o conjunto de re- ações químicas pelas quais as moléculas de um organismo são sintetizadas ou degradadas, com liberação de energia. O metabolismo cerebral aqui se refere ao consumo de oxigênio pelas cé- lulas nervosas. O raciocínio é o seguinte: se uma célula fica mais ativa, significa que seu metabo- lismo aumenta e, assim, aumenta seu consumo de oxigênio. Considerando que o metabolismo de células em funcionamento aumenta, estudos ten- tavam estabelecer uma relação entre alter- ações do metabolismo e funções cerebrais, no entanto essas relações só foram melhor delineadas e compreendidas com o adven- to de técnicas mais elaboradas, como a res- sonância magnética funcional (RMf). Aqui, mais uma vez, conceitos já bem estabeleci- dos foram usados como base de novas de- scobertas e, assim, a RMf foi usada pela pri- meira vez em seres humanos na década de 1990. A RMf iniciou uma explosão de conhecimen- tos sobre o funcionamento do encéfalo sem precedentes, por ser não invasiva e bastante detalhada. Estudos com RMf têm permitido compreender que, apesar dos esforços para, Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação17/196 literalmente, colocar todas as funções cere- brais no seu devido lugar, a localização de funções e comportamentos tão complexos não está restrita a apenas uma região. É fru- to de uma extensa e igualmente complexa rede de estruturas interligadas, ativadas e desativadas sistematicamente conforme necessário (BEARS; CONNORS; PARADISO, 2002). A compreensão de comportamentos com- plexos, como as memórias e aprendizado, a capacidade de tomar decisões e os padrões de consumo têm sido usado por novas “neurociências”, como a neuroeducação e a neuroeconomia. Parece que, de certa forma, nem os defensores das teorias que explica- vam o encéfalo como algo contínuo, nem aqueles que defendiam a localização exata de funções em regiões limitadas estavam de todo errados, não é mesmo? 3 NEUROCIÊNCIA E EDUCAÇÃO: A RECENTE NEUROEDUCAÇÃO A neuroeducação é uma das áreas que sur- giram como resultado dos achados encon- trados por diversas disciplinas, como a psi- cologia e a pedagogia, em pesquisas sobre o sistema nervoso, nesse caso, mais espe- cificamente sobre as chamadas funções cognitivas, como aprendizagem, memória, atenção e linguagem, junto às necessidades e dificuldades do dia a dia de uma sala de aula (TOKUHAMA-ESPINOSA, 2011). A neuroeducação busca, principalmente, responder a questões sobre como otimizar o Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação18/196 processo de aprendizagem usando conhec- imentos sobre a estrutura e função do siste- ma nervoso. Como tornar o aprendizado em sala de aula mais eficiente e agradável, como otimizar a memorização, o que moti- va o aprendizado e como superar limitações neurológicas relacionadas ao aprendizado são exemplos de perguntas levantas pela neuroeducação. Estudos em neuroeducação têm mostra- do como técnicas muitas vezes inusitadas, como a meditação, e outras até mais óbvi- as, como a música, podem contribuir para o processo ensino-aprendizagem e a que mu- danças estruturais e fisiológicas do sistema nervoso estariam associadas. Muito ainda há a ser descoberto e, certamente, as neu- rociências só têm a ganhar com o desen- volvimento dessa jovem aprendiz, a neuro- educação. Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação19/196 Glossário Encéfalo: divisão do sistema nervoso central que corresponde às estruturas que estão contidas dentro do crânio: o cérebro, o tronco encefálico e o cerebelo. Empírico: diz-se daquilo que foi concluído a partir de experiências vividas, de observações, do cotidiano, mas sem comprovação científica. Embora um raciocínio empírico possa estar correto, não é baseado em métodos científicos. De forma empírica, sem evidências científicas seguras, podemos até concluir algo verdadeiro, porém corremos o risco de atribuí-lo a razões e mecanis- mos equivocados. Córtex cerebral: camada mais externa do cérebro, que corresponde à substância cinzenta e onde são processadas as complexas funções cerebrais. Apresenta um padrão de sulcos e giros que de- limitam os lobos cerebrais. Ablação experimental: método que consiste em lesionar ou destruir criteriosamente estruturas e regiões do sistema nervoso, a fim de verificar que funções seriam prejudicadas e, dessa forma, averiguar as funções exercidas por determinada região. Lobo(s) cerebral(ais): divisões do córtex cerebral a partir do padrão de sulcos e giros. Em geral, são nomeados de acordo com as adjacências ósseas a que estão relacionadas: lobo frontal, lobo parietal, lobo temporal etc. Questão reflexão ? para 20/196 A neurociência, assim como outras ciências, tem vários exem- plos de observações corretas explicadas por raciocínios equi- vocados que, depois, foram corretamente compreendidos após experimentações científicas, devido às limitações da época em que foram estudados. Mas o que seria da ciência se teorias não fossem questionadas? Reflita sobre a importân- cia de se levantar questionamentos para a ciência, conside- rando que ela é baseada em um processo de aprendizagem, e qual sua relação com o processo ensino-aprendizagem. 21/196 Considerações Finais • A neurociência se ocupa do estudo do sistema nervoso e suas funções. Neu- rocientistas são profissional de diversas áreas de formação; • ao longo da história, de forma direta ou indireta, pesquisadores de diversas áreas foram, através de erros e acertos, descobrindo e desmistificando fatos sobre o sistema nervoso; • a busca de respostas sobre o sistema nervoso tem levado à junção ou contri- buição das neurociências para outros campos e proporcionado o surgimento de novas áreas do conhecimento; • a neuroeducação busca, principalmente,responder a questões sobre como otimizar o processo de aprendizagem usando conhecimentos sobre a estru- tura e função do sistema nervoso. Unidade 1 • Introdução à neurociência: o que é e qual sua relação com a educação22/196 Referências BEAR, M. F.; CONNORS, B. W.; PARADISO, M. A. Neurociências: desvendando o sistema nervoso. Porto Alegre: Artmed, 2002. HERCULANO-HOUZEL, Suzana. Uma breve história da relação entre o cérebro e a mente. In: LENT, Roberto (Org.). Neurociência da mente e do comportamento. Rio de Janeiro: Guanabara Koo- gan, 2008. p. 2-17. LENT, Roberto. Cem bilhões de neurônios? Conceitos fundamentais de neurociência. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2010. REZENDE, Joffre Marcondes de. À sombra do Plátano: crônicas de história da medicina. São Pau- lo: Editora Fap-unifesp, 2009. Disponível em: <http://static.scielo.org/scielobooks/8kf92/pdf/ rezende-9788561673635.pdf>. Acesso em: 09 out. 2016. SALLET, Paulo Clemente. Prêmio Nobel: dinamite, neurociências e outras ironias. Rev. Psiquiatr. Clín., [s.l.], FapUNIFESP, v. 36, n. 1, p.37-40, 2009. (SciELO). Disponível em: <http://www.scielo. br/pdf/rpc/v36n1/a07v36n1.pdf>. Acesso em: 9 out. 2016. TOKUHAMA–ESPINOSA, Tracey. Why Mind, Brain, and Education Science is the “New” Brain- Based Education, 2011. Disponível em: <http://education.jhu.edu/PD/newhorizons/Journals/ Winter2011/Tokuhama1>. Acesso em: 10 nov. 2016. http://static.scielo.org/scielobooks/8kf92/pdf/rezende-9788561673635.pdf http://static.scielo.org/scielobooks/8kf92/pdf/rezende-9788561673635.pdf http://www.scielo.br/pdf/rpc/v36n1/a07v36n1.pdf http://www.scielo.br/pdf/rpc/v36n1/a07v36n1.pdf http://education.jhu.edu/PD/newhorizons/Journals/Winter2011/Tokuhama1 http://education.jhu.edu/PD/newhorizons/Journals/Winter2011/Tokuhama1 23/196 1. Podemos simplificadamente definir “neurociência” como: a) a ciência que estuda o cérebro; b) a ciência que estuda o encéfalo; c) a ciência que estuda o sistema nervoso, sua estrutura, funções e doenças; d) a ciência que estuda os nervos; e) a ciência que estuda técnicas para avaliação do sistema nervoso. Questão 1 24/196 2. A neurociência tem contribuição de profissionais: a) apenas médicos, como neurologistas e psiquiatras; b) apenas da área da saúde; c) apenas de físicos e engenheiros; d) de neurocientistas; e) de qualquer área de formação. Questão 2 25/196 3. Quais são cinco as grandes disciplinas básicas que compõem as neuro- ciências? a) Neurociências molecular, celular, sistêmica, comportamental e cognitiva. b) Neurociências química, física, fisiologia, anatomia e histologia. c) Neurociências básica, aplicada, clínica, translacional e social. d) Neurociências genética, histologia, anatomia, psicologia e medicina. e) Neurociências estrutural, funcional, sistêmica, comportamental e cognitiva. Questão 3 26/196 4. Segundo a teoria neuronal, o tecido nervoso é composto de: a) uma teia única e conectada de células; b) várias células individualizadas, com espaços entre si; c) uma única célula com números e extensos prolongamentos; d) várias células individualizadas, numerosas e sem espaço entre si; e) uma única célula com prolongamentos que se comunicam entre si. Questão 4 27/196 5. Que técnica de avalição permitiu às neurociências um avanço sem igual no estudo das funções do encéfalo? a) Ablação experimental. b) Frenologia. c) Eletroencefalograma. d) Ressonância magnética funcional. e) Coloração de Golgi. Questão 5 28/196 Gabarito 1. Resposta: C. A neurociência, mais especificamente as neurociências, é a disciplina que se ocupa em elucidar a estrutura, função e alterações do sistema nervoso. 2. Resposta: E. Qualquer profissional, de qualquer área de formação, pode contribuir com seu conhe- cimento, de forma direta ou indireta, para responder às questões da neurociência. 3. Resposta: A. Vimos que as neurociências podem ser agrupadas em cinco níveis ou grandes dis- ciplinas: a neurociência molecular, a neuro- ciência celular, a neurociência sistêmica, a neurociência comportamental e, por fim, a neurociência cognitiva. 4. Resposta: B. A teoria neuronal defendia que o sistema nervoso era formado por várias células ner- vosas individualizadas, com um espaço en- tre si, mas capazes de se comunicar. 5. Resposta: D. Várias técnicas criadas pela neurociência ou por elas aproveitadas e melhoradas contri- buíram para o melhor entendimento do fun- cionamento do encéfalo e, principalmente, do cérebro, porém a ressonância magnética 29/196 Gabarito funcional, por suas características, é a que mais tem elucidado questões sobre a fun- ção deles. 30/196 Unidade 2 Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso Objetivos 1. Apresentar a definição de sistema nervoso. 2. Conceituar e classificar o sistema ner- voso através das divisões anatômica e funcional. 3. Compreender as funções básicas dos principais órgãos e estruturas do sis- tema nervoso. Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso31/196 Introdução O sistema nervoso é um dos conjuntos de órgãos mais complexos do corpo humano e também dentre todos os animais que pos- suem algum tipo de sistema nervoso. Pou- cos animais têm um sistema nervoso tão complexo quanto o do ser humano, embora tal complexidade não seja sinônimo de su- perioridade. Cada ser vivo tem apenas o sis- tema nervoso que é mais adequado às ne- cessidades que enfrenta para se adaptar ao meio e sobreviver. Uma anêmona-do-mar tem um sistema nervoso muito simples, que responde a estímulos físicos e também químicos (se você já tentou tocar uma anê- mona-do-mar sabe do que estou falando), para que a mesma possa se alimentar e se proteger contra predadores. Isso é mais do que suficiente para a anêmona, um ser ma- rinho séssil (que vive preso em seu substra- to), mas não seria o suficiente para nós, se- res humanos, pois vivemos em sociedade, interagimos uns com os outros, viajamos e nos adaptamos a praticamente todos os lu- gares aonde vamos (MACHADO, 1998). Assim, vale ressaltar que esse grau de com- plexidade está relacionado com a igual complexidade de funções e comportamen- tos comandadas pelo sistema nervoso em questão. Logo, necessidades mais comple- xas levaram ao desenvolvimento de um sis- tema nervoso igualmente mais intrincado. Nós dependemos inteiramente do nosso sistema nervoso, de um simples passo que damos até as nossas complexas emoções, do controle da temperatura corporal a com- portamentos motivados, como a fome e a Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso32/196 consequente busca por alimento. Você deve estar pensando que sentir fome e se ali- mentar é algo simples e natural. Pode pare- cer simples, mas o comportamento alimen- tar envolve uma série de regiões encefálicas e redes neuronais complexas. Tudo isso e tudo que fazemos, pensamos e sentimos é comandado pelo sistema nervoso. Assim, a função principal do sistema nervoso é nos adaptar ao meio, através da percepção de condições internas, externas e a adequa- da resposta fisiológica e comportamental (MACHADO, 1998; BEARS; CONNORS; PA- RADISO, 2002). Para estudá-lo, a fim de desvendar toda a sua complexidade, convencionou-se dividir o sistema nervoso em diversos segmentos e estruturas, cuja localização e identifica- ção segue os chamados planos anatômicos. Além disso, também é possível classificá-lo com base em diversos critérios. Qualquer divisão do sistema nervoso serve apenas para fins didáticos, pois as várias partes que o compõem estão intimamente relaciona- das e integradas tanto morfológica quanto funcionalmente. Uma divisão baseia-se de acordo com os critérios desejados a serem estudados, podendo ser anatômico (com base em sua morfologia macroscópica), embriológico (pelas características do de- senvolvimento a partir da primeira célula que formará determinadostecidos, órgãos e sistemas), funcionais (pelas funções se- melhantes que cada divisão exerce) e seg- mentação (aparente divisão em segmentos que certas partes do sistema nervoso apre- Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso33/196 sentam devido à conexão com os nervos) (MACHADO, 1998). São usados termos aceitos internacional- mente (a nomina anatomica). Essa padroni- zação facilitaria o entendimento dos acha- dos sobre o sistema nervoso por qualquer anatomista, embora não sem alguma con- fusão devido a traduções e uso de outros idiomas diferentes do latim. Porém, não é difícil aprender e recordar o básico. A no- menclatura das estruturas do sistema ner- voso, em geral, vem das estruturas com que estão relacionadas (como os ossos do crâ- nio adjacentes ao córtex cerebral), da sua aparência (como o hipocampo, que signi- fica “cavalo marinho” em grego, devido ao formato que lembra o referido animal) ou da sua função (a exemplo do córtex motor, assim chamado por estar envolvido com o processamento do movimento) (MACHA- DO, 1998, DÂNGELO; FATTINI, 2001). Não se preocupe em decorar todos os no- mes. Ao final desta aula, você estará mais familiarizado com alguns e poderá fazer associações mais facilmente. Neste tema, você terá uma introdução sobre neuroana- tomia: a divisão da anatomia que estuda a organização do sistema nervoso. Irá des- cobrir mais detalhadamente como se en- contra organizado o sistema nervoso com base na sua divisão anatômica e na divisão funcional, ao passo que acompanhará tam- bém um pouco das funções que estruturas inclusas em ambas as divisões executam, além dos envoltórios e o liquor, que fazem sua sustentação e proteção. Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso34/196 1 PARA COMEÇAR: LOCALIZA- ÇÃO ANATÔMICA O estudo da anatomia é guiado por eixos e planos imaginários que fornecem referên- cias para a localização de estruturas no corpo. Não é diferente com a neuroanato- mia (embora seja diferente para o estudo de outros animais não bípedes). Para os fins deste tema, você precisa saber ape- nas as referências dadas pelos três planos anatômicos, que serão úteis para ajudá-lo a localizar as estruturas: plano sagital, fron- tal e transverso. O plano sagital divide o corpo em duas metades laterais, a direita e a esquerda. O plano frontal divide o corpo entre o que está à frente, ou seja, anterior (ou ventral), e atrás, que seria posterior (ou dorsal). Por fim, o plano transverso divide o corpo em uma metade superior (ou cranial), que está acima e outra inferior (ou caudal), abaixo dele (DÂNGELO; FATTINI, 2002). Existe ainda o que está, no meio, entre duas estruturas ou na parte de dentro, mais próx- imo ao meio do corpo: seria a referência medial. Assim podemos localizar qualquer estrutura tomando como referência uma estrutura vizinha e também nomeá-la de acordo com a posição que ocupa. Agora, você pode encontrar o lobo frontal do seu cérebro: ele está localizado posteriormente à sua testa (osso frontal) e recebe esse nome porque se relaciona com o osso fron- tal e, lógico, é o lobo localizado mais fron- talmente. Nele, temos o giro frontal superi- or (imaginando que o plano transversal está Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso35/196 abaixo dele, logo o giro é superior), o giro frontal inferior e o giro frontal médio, en- tre os dois outros giros (DÂNGELO; FATTINI, 2002). Você pode consultar atlas de anato- mia on-line a fim de visualizar as estruturas que serão descritas a seguir, além de obter outras informações sobre anatomia huma- na e neuroanatomia. 2 DIVISÕES DO SISTEMA NER- VOSO: CRITÉRIO ANATÔMICO Segundo o critério anatômico, o sistema nervoso se divide em duas partes principais: sistema nervoso central (SNC) e sistema nervoso periférico (SNP). O SNC é responsável por receber estímulos, processá-los e desencadear respostas. Já o SNP conduz os estímulos do meio externo e das vísceras para o SNC e também faz o ca- minho inverso, levando as respostas do SNC para as vísceras e meio externo. O SNC com- preende todas as estruturas que estão con- tidas dentro da coluna vertebral e da caixa craniana, mais protegidas: a medula espinal e o encéfalo, respectivamente (MACHADO, 1998). 2.1. Sistema nervoso central: medula espinal A medula é uma massa cilíndrica, com duas dilatações (intumescências causadas pela presença maciça de corpos de neurônios que irão emitir seus axônios para formar os nervos que inervam os membros superiores Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso36/196 e inferiores). A medula não ocupa a coluna inteiramente, terminando no início da colu- na lombar. Ao final da medula, encontra-se a cauda equina, um conjunto de filetes nervosos com aparência de uma cauda de cavalo que continua pela coluna, após o fim da medula. Na medula, a substância cinzenta está lo- calizada na parte interna e tem o formato da letra “H”. Na parte externa, está a substân- cia branca. Da medula partem 31 pares de nervos medulares, uma para cada um dos 31 segmentos vertebrais da coluna. A medula processa os primeiros estágios de funções motoras e sensitivas, e reflexos mais primi- tivos, que exigem processamento mais rápi- do, para nos proteger de situações nocivas (MACHADO, 1998; LENT, 2008). Para saber mais Um exemplo é o reflexo de flexão. Quando tocamos uma superfície quente, retiramos a mão rapida- mente e de maneira involuntária. O processamen- to da informação sensorial e a resposta motora são feitos na medula e só depois chegam ao encéfalo, para nos fazer perceber a dor (LENT, 2008). 2.2 Sistema nervoso central: en- céfalo O encéfalo é tudo que está contido na caixa craniana: o tronco encefálico, o mesencé- falo, o cerebelo, diencéfalo e o telencéfalo. As funções do encéfalo são bem mais com- plexas que aquelas desempenhadas pela medula e sua morfologia é irregular e mais Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso37/196 complexa (LENT, 2010). 2.2.1 Tronco encefálico, cerebe- lo e mesencéfalo O tronco encefálico é composto por bulbo, ponte e mesencéfalo. É como uma haste que conecta a medula ao cérebro e lembra um cone invertido. Da sua face ventral parte a maioria dos nervos cranianos. O tronco en- cefálico exerce diversas funções, a maioria vitais, como controle do ciclo sono-vigília, modulação da excitação do córtex cerebral, controle de funções viscerais (como bati- mentos cardíacos e peristaltismo), controle da coordenação motora junto com o cere- belo, além de ser caminho de inúmeras vias e feixes que vão do córtex em direção ao resto do corpo e vice-versa. O cerebelo está situado dorsalmente ao tronco encefálico e inferiormente ao mes- encéfalo e cérebro. Sua aparência lembra um pequeno “cérebro”, como o nome já diz. Possui dois hemisférios (duas metades) e vários lobos, divididos em córtex e núcleos. Está envolvido principalmente no controle motor: manutenção do equilíbrio corporal, tônus muscular, propriocepção da cabeça e do corpo e motricidade fina e também em funções mais complexas, como a apren- dizagem motora e a memória de procedi- mentos. O mesencéfalo é a continuação do tronco encefálico. Está situado superiormente à ponte. Participa do controle da dor, proces- samento dos estímulos visuais e auditivos, Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso38/196 integra estímulos sensoriais do ambiente e a respectiva resposta motora, inclusive al- gumas de origem emocional. Possui estru- turas que participam de circuitos relaciona- dos à memória e emoções e outras por onde o liquor flui entre as cavidades do sistema nervoso. Alguns pares de nervos cranianos emergem a partirdo mesencéfalo (MACHA- DO, 1998; LENT, 2008). 2.1.2 Diencéfalo e telencéfalo Diencéfalo e telencéfalo formam o que cham- amos de cérebro, propriamente dito. O di- encéfalo se continua superiormente com o mesencéfalo e por ele passam calibrosos feix- es de fibras que comunicam o diencéfalo e o telencéfalo com as regiões situadas inferior- mente. O diencéfalo é formado pelo tálamo, hipotálamo e subtálamo, com funções como organizar e distribuir as conexões sensoriais e motoras com o córtex cerebral, controle de ciclos fisiológicos, de comportamentos mo- tivados (como a fome, a sede e o comporta- mento sexual) e da regulação da homeostase em geral. O telencéfalo é a estrutura mais robusta do SNC, situada superiormente ao diencéfalo e dividida em córtex cerebral e núcleos da base. Para saber mais Alguns neurônios do mesencéfalo são muito sen- síveis ao efeito tóxico do álcool. O alcoolismo pode levar a uma perda de memória grave por destrui- ção desses neurônios; é a chamada Síndrome de Korsakoff. Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso39/196 riam entre os indivíduos. Entretanto, alguns se destacam por serem de localização e identifi- cação mais fácil: o sulco longitudinal, na face superior do cérebro, que o separa em hemis- fério direito e esquerdo; e o sulco central, na face lateral, que separa o lobo frontal, do lobo parietal. Anteriormente ao sulco central está o giro pré-central, que processa informações motoras e, posteriormente, está o giro pós- -central, que processa informações sensoriais (LENT, 2010). O córtex está dividido nos seguintes lobos principais: frontal, parietal, temporal e occipi- tal (todos visíveis na face lateral do cérebro, se relacionam com os ossos adjacentes, de mes- mo nome), lobo límbico (composto de regiões de outros lobos assim agrupadas por estarem envolvidas no processamento emocional) e Para saber mais Nos seres humanos, durante o processo evolutivo, o cérebro ganhou muito tecido nervoso, cresceu e acabou se dobrando sobre si mesmo e sobre o diencéfalo, tornando-se cheio de reentrâncias: os sulcos e giros. Isso permitiu um enorme ganho de função em um menor espaço. No telencéfalo, encontra-se o padrão inverso da medula: a substância cinzenta é a camada mais externa e a substância branca é a cama- da mais interna. Na substância branca, estão mergulhados os núcleos da base, aglomera- dos de corpos neuronais que se relacionam funcionalmente com outros núcleos e estru- turas do SNC (LENT, 2010). O córtex é marcado por giros e sulcos que va- Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso40/196 lobo da ínsula, um lobo mais antigo do ponto de vista evolutivo e que acabou encoberto por outros giros (LENT, 2010). O córtex exerce funções extremamente com- plexas: interpreta todos os estímulos senso- riais que recebemos em conjunto, integra di- versas áreas do SNC e SNP para gerar respos- tas motoras e comportamentos complexos; é onde as memórias são armazenadas, proces- sa as emoções, o reconhecimento de rostos e objetos, a noção do que é socialmente acei- tável ou não, a linguagem, o sono, atenção e inúmeras outras funções (LENT, 2010). 2.2 Sistema nervoso periférico O SNP, como o nome diz, compreende as es- truturas periféricas, fora do eixo central e de- sprovidas de proteção óssea. Conecta o siste- ma nervoso central com todo o corpo, sendo composto por nervos, gânglios e terminações nervosas. Os nervos medulares são do tipo misto, formados pela junção de uma raiz mo- tora anterior eferente (leva comandos mo- tores aos músculos e vísceras) e uma raiz sen- sitiva aferente (que leva informações sensori- ais dos músculos e vísceras do corpo, exceto da cabeça) para o encéfalo. Cada raiz sensi- tiva possui um gânglio nervoso, que contém os corpos neuronais cujos prolongamentos vão até o encéfalo. É interessante notar que, em geral, os hemisférios cerebrais comandam lados opostos do corpo: as fibras que saem do córtex cerebral trocam de lado na altura do tronco encefálico, antes de descer pela me- dula (LENT, 2008). Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso41/196 Na cabeça, o SNP é composto pelos 12 pares de nervos cranianos e seus gânglios, que partem do tronco encefálico e do mes- encéfalo. Os nervos cranianos podem ser mistos, exclusivamente motores ou apenas sensitivos. Já as terminações nervosas são a porção final dos nervos que fazem contato com músculos e órgãos e podem ser senso- riais ou motoras (MACHADO, 1998). 3 DIVISÕES DO SISTEMA NER- VOSO: CRITÉRIO FUNCIONAL 3.1 Sistema nervoso somático e visceral De acordo com sua função, o sistema ner- voso pode ser dividido em sistema nervoso somático (SNS) e visceral (SNV), mas esse é um critério apenas didático (ambos são par- te do SNP). O SNS relaciona o indivíduo com o meio: é composto pelos componentes aferentes e eferentes do SNP que inervam a pele e músculos do corpo e da cabeça. O SNS Processa as informações sensoriais de tato, pressão, temperatura, dor, posição e devolvem comportamentos motores, em geral conscientes. Já o SNV é responsável pela inervação das vísceras (músculos lisos, cardíaco, glându- las e vasos): é formado pelos componentes aferentes e eferentes do SNP que levam in- formações sensoriais das vísceras, como dis- tensão do músculo da bexiga e do estômago e devolvem ações motoras como aumento do peristaltismo, esvaziamento da bexiga, au- mento ou diminuição da frequência cardíaca. A parte eferente do SNV é chamada de siste- ma nervoso autônomo (MACHADO, 1998). Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso42/196 3.2 Sistema nervoso autônomo Formado apenas pelo componente efer- ente motor do SNV, devido à sua anatomia e função mais complexas. Exerce funções de controle visceral inconsciente (mas pode ter um certo controle consciente, como é o caso do esvaziamento da bexiga urinária) em resposta às informações sensoriais in- ternas (aferentes viscerais). O SNA também atua em resposta a estímu- los externos, como a contração da pupila de acordo com o estimulo luminoso do ambi- ente. Por sua vez, SNA é dividido em siste- ma nervoso simpático e parassimpático e existem diferenças anatômicas e funcionais entre eles, entretanto são complexas e fo- gem às necessidades desse tema. 3.2.1 Sistema nervoso simpáti- co e parassimpático As principais diferenças entre as duas divisões são: a localização dos neurônios, o tamanho de suas fibras pós-ganglionares, diferenças fi- siológicas (tipos de neurotransmissores e ex- tensão da área que controlam) e farmacológi- cas (relacionadas aos fármacos que induzem respostas em cada um). Muitas vezes, simpático e parassimpático têm funções opostas em um órgão, mas o correto seria dizer que em geral suas funções são com- plementares, visando manter a homeostase e o funcionamento geral do organismo. Por ex- emplo, o simpático determina a dilatação e o parassimpático a contração da pupila. Já nas glândulas salivares, ambos atuam aumentan- Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso43/196 do a salivação. Entretanto, a saliva produzida por indução do simpático é mais espessa, enquanto a secreção salivar induzida pelo parassimpático é mais fluida e abundante (LENT, 2010). Você pode vi- sualizar todas as divisões e estruturas abordadas nesse tema no Quadro 1. Quadro 1 – Quadro didático apontando as divisões anatômica e funcional do sistema ner- voso abordadas nesse tema e as estruturas que compõem cada uma. SNC Encéfalo Medula espinal Cérebro Cerebelo Tronco encefálico Telencéfalo Diencéfalo Mesencéfalo Ponte Bulbo Córtex cerebral Núcleos da base Tálamo, hipotálamo, subtálamo Córtex Núcleos SNP Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcionalbásica I: organização e função do sistema nervoso44/196 Nervos cranianos Nervos espinais SNS Aferentes – cabeça meio externo Eferentes – cabeça meio externo Aferentes – corpo meio externo Eferentes – corpo meio externo SNV Aferentes – vísceras cabeça Eferentes –vísceras cabeça Aferentes – vísceras corpo Eferentes – vísceras corpo Fonte: MACHADO, 1998; LENT, 2008. 5 ENVOLTÓRIOS DO SISTEMA NERVOSO E LIQUOR O sistema nervoso é envolvido pelas meninges e pelo liquor (ou líquido cefalorraquidiano). As meninges são três finas camadas de tecidos que protegem e sustentam o sistema nervoso, além de participar da sua irrigação sanguínea e inervação, chamadas de dura-máter (mais externa, próxima aos ossos, espessa e resistente, que se invagina entre estruturas do encéfalo, dando-lhe sustentação), aracnoide (localizada entre a dura e a pia-máter) e pia-máter (mais delgada e in- terna, próxima ao tecido nervoso) (MACHADO, 1998). Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso45/196 O liquor é um líquido aquoso, transparente e pobre em proteínas produzido por certas células nervosas nos ventrículos (cavidades do encéfalo). O liquor circula por todo o sistema nervoso, dentro do espaço subarac- noideo (entre a aracnoide e a pia-máter, onde são feitas as punções para coleta de líquor e aplicação de anestesia raquidiana) e sua função é absorver de choques mecâni- cos e deixá-lo mais leve (ao “boiar” nesse líquido, um encéfalo de 1,5kg no ar, pesa apenas cerca de 50g imerso em liquor). Para saber mais Curiosamente, o tecido nervoso percebe as sen- sações vindas de todas as partes do corpo, po- rém não tem terminais sensoriais nele próprio. Estímulos sensoriais, como a dor, são sentidas pelos terminais nervosos das meninges. A dor de cabeça, por exemplo, pode percebida nas menin- ges. Por isso, cirurgias no cérebro podem ser fei- tas com o paciente acordado e anestesia local. Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso46/196 Glossário Substância cinzenta e substância branca: na substância cinzenta predominam os corpos dos neurô- nios, que confere aspecto mais escuro a essa camada quando vista em peças anatômicas fixadas. Já na substância branca predominam os axônios dos neurônios, o que confere aspecto esbranquiçado. Aferência e eferência: aferência diz respeito às informações sensoriais do meio externo e interno (periféricas) que são levadas para o SNC. Por sua vez, eferências são as informações processadas pelo SNC que são levadas para músculos e vísceras. Propriocepção: capacidade de sentir e reconhecer a posição do próprio corpo e de partes deles no espaço, assim como a direção que seguem, força exercida etc. Motricidade fina: habilidade de executar movimentos finos e delicados, como a escrita. Homeostase: capacidade do organismo de manter o meio interno equilibrado e em condições ótimas para seu funcionamento, como temperatura estável, níveis de sódio e glicose ideais etc., de forma autorregulada. Núcleos e gânglios: ambos são aglomerados de corpos de neurônios, porém núcleos encontram-se no SNC, enquanto gânglios estão no SNP. Questão reflexão ? para 47/196 Imagine uma situação simples do seu dia a dia e tente associar as estruturas e funções que estão sendo envol- vidas. Descreva em um papel as atividades (andar, ves- tir-se, ministrar uma aula), as ações tomadas (mexer a mão, segurar um lápis, falar) e quais estruturas do sis- tema nervoso estariam envolvidas. Descreva os tipos de estímulos (tato, temperatura, visão) percebidos e a res- posta do seu corpo. 48/196 Considerações Finais • O sistema nervoso é dividido com base em critérios anatômicos em sistema nervoso central (SNC) e periférico (SNP); • o SNC compreende os órgãos e estruturas contidos no esqueleto axial, enquanto o periférico compreende estruturas que se projetam para todo o corpo; • o sistema nervoso também pode ser dividido com base em critérios funcionais em sistema nervoso somático (SNS) e visceral (SNV); • o SNA é uma divisão tanto anatômica (faz parte do SNP) quanto fun- cional (é a divisão do SNV que controla a parte motora das vísceras); • o SNA é dividido em simpático e parassimpático; • o sistema nervoso é envolvido pelas meninges e por um fluido cha- mado liquor, que o sustentam e protegem. Unidade 2 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica I: organização e função do sistema nervoso49/196 Referências BEAR, Mark F.; CONNORS, Barry W.; PARADISO, Michael A. Neurociências: desvendando o siste- ma nervoso. Porto Alegre: Artmed, 2002. DÂNGELO, José Geraldo; FATTINI, Carlo Américo. Anatomia Humana Sistêmica e Segmentar. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2001. LENT, Roberto. A estrutura do sistema nervoso. In: LENT, Roberto (Org.). Neurociência da mente e do comportamento. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. p. 20-42. LENT, Roberto. Cem bilhões de neurônios? Conceitos fundamentais de neurociência. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2010. MACHADO, Angelo. Neuroanatomia funcional. 2. ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 1998. 50/196 1. Quais são os três planos que auxiliam na localização de estruturas anatô- micas? a) Planos sagital, frontal e transverso. b) Planos ortogonal, sagital e frontal. c) Planos sazonal, frontal e coronal. d) Planos, eixos e linhas. e) Planos, eixos e suturas. Questão 1 51/196 2. O sistema nervoso pode ser dividido: Questão 2 a) com base em critérios anatômicos, embrionários, funcionais e segmentar; b) com base na semelhança física das estruturas; c) com base em critérios de sua localização; d) com base em diferenças de estruturas e funções; e) com base em critérios definidos por cada anatomista. 52/196 3. De acordo com o critério anatômico, o sistema nervoso se divide em: Questão 3 a) sistema nervoso central e somático; b) sistemas neurais e centrais; c) sistema nervoso autônomo e periférico; d) sistema nervoso central e periférico; e) sistema neurais e periféricos. 53/196 4. São exemplos de estruturas anatômicas que compõem o encéfalo: Questão 4 a) Nervos e gânglios. b) Meninges e líquor. c) Telencéfalo e diencéfalo. d) Medula espinal e nervos mistos. e) Telencéfalo e nervos espinais. 54/196 5. Assinale a alternativa correta sobre o sistema nervoso autônomo: Questão 5 a) É uma divisão do sistema nervoso central. b) È o componente eferente do sistema nervoso visceral. c) È uma divisão baseada em critérios anatômicos. d) È o componente aferente do sistema nervoso periférico. e) È uma divisão baseada em critérios embriológicos. 55/196 Gabarito 1. Resposta: A. Os planos que orientam a localização ana- tômica são os planos sagital, frontal e trans- verso, que dividem o corpo em regiões de referência (lateral direita - lateral esquerda, posterior – anteriorl e superior - inferior). 2. Resposta: A. O sistema nervoso pode ser dividido com base em vários critérios para fins didáticos, como os critérios anatômicos, embrioná- rios, funcionais e segmentar. 3. Resposta: D. De acordo com o critério anatômico, a prin- cipal divisão do sistema nervoso é em siste- ma nervoso central e periférico. 4. Resposta: C. O encéfalo é composto por todas as estrutu- ras e regiões contidas dentro do crânio, como, por exemplo, telencéfalo e diencéfalo, além de tronco encefálico, mesencéfalo e etc. 5. Resposta: B. O sistema nervoso autônomo é a parte efe- rente do sistema nervoso visceral, ou seja, os nervos motores que comandam e regu- lam as vísceras. 56/196 Unidade 3 Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso Objetivos 1. Introduzir o conceito de tecido nervo- so. 2. Apresentar os elementos constituin- tes do tecido nervoso e suas caracte- rísticas morfológicas e funcionais. 3. Conceituar a comunicação neuronal através das sinapses e da neurotrans- missão. Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básicaII: Organização e função do tecido nervoso57/196 Introdução Desde que o ser humano começou a ques- tionar a fonte de seus movimentos, pens- amentos, sentidos e emoções, um longo caminho já foi percorrido e diversos ob- stáculos superados. Hoje, sabemos que muito ainda há para se questionar e desco- brir, porém, após superadas algumas lim- itações, é fato que nosso sistema nervoso é o responsável por manter nosso organismo em equilíbrio e ainda permitir a nossa in- teração com o meio e com uns aos outros. Por sua vez, outro fato é que, desde as bri- gas entre os “inimigos” acadêmicos Cami- lo Golgi (1843-1926) e Santiago Ramón y Cajal (1852-1934), sabemos que a unidade básica do tecido nervoso são minúsculas células, assim como se acreditava ser para todos os nossos tecidos. Com o advento de técnicas histológicas de fixação (para conservar e enrijecer o teci- do até que seja possível cortá-lo em fatias muito finas) e de coloração (que nada mais são que empregar uma série de substâncias químicas com afinidade por certas molécu- las e partes da célula, dando cor a elas), foi possível observar essas unidades mi- croscópicas usando colorações que tingiam algumas células, enquanto outras não eram “coloridas”. Franz Nissl (1860-1919) criou a chamada coloração de Nissl (muito útil e usada até hoje praticamente da mesma forma de quando criada, no final do século XIX), mas foi a coloração de Golgi que per- mitiu a observação e descrição em detalhes das células do sistema nervoso, os famosos neurônios e suas companheiras principais, Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso58/196 as células da glia. Aprimorando a técnica e análise de Golgi, Cajal descreveu alguns ti- pos de neurônios e como eles se organiza- vam com uma riqueza de detalhes impres- sionante para a época. Observou que há um espaço entre os neurônios, que não se tocam fisicamente. Mais tarde, Charles Sherrington (1857-1952) chamou esse espaço de sinapse (BEARS; CONNORS; PARADISO, 2002). Depois disso, a neurociência foi descobrin- do que as propriedades únicas que as células nervosas apresentam é o que torna possível todas as funções que nosso encéfalo é ca- paz de exercer, como aprender, por exemplo. Aliás, podemos dizer que aprendemos algo, mas que, muito antes de nos darmos conta desse processo, nossos próprios neurônios também estão em aprendizado. Pode-se dizer que “ver” o tecido nervoso por dentro, com seus neurônios, células da glia e sua organização típica foi um dos maiores passos dados pela neurociência e permitiu a compreensão de muitos dos mistérios so- bre o sistema nervoso. Nesta aula, você estudará a estrutura e funções do tecido nervoso – a morfologia dos neurônios e células da glia, ou seja, sua estrutura básica, as partes dos neurônios, suas funções, como se dá a comunicação neuronal –, verá em mais detalhes as sinaps- es químicas e estudará é o papel da glia. Só para que você entenda melhor, a morfolo- gia é área que estuda a estrutura, a forma dos seres vivos. A morfologia pode ser dividida em anato- mia, que estuda a parte macroscópica, ex- Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso59/196 terna; e histologia, que se ocupa da estru- tura microscópica dos tecidos, interna. O foco são as células nervosas, portanto você terá o ponto de vista microscópico e de for- ma crescente: de suas partes centrais, para as partes periféricas, juntamente com suas funções. Porém, é importante ter em men- te que essa é apenas uma divisão didática. O sistema nervoso funciona de modo glob- al, com todos os seus elementos perfeita- mente integrados, como em uma orquestra bem afinada e regida de modo que o resul- tado final é uma harmoniosa música. 1 O TECIDO NERVOSO Um tecido é um conjunto de um ou mais tipos de células especializadas em realizar deter- minadas funções no organismo. Os tecidos se agrupam em órgãos e esses, por sua vez, em sistemas. O tecido nervoso se diferen- cia por ser sensível a estímulos: sua função é receber estímulos do meio ambiente e do meio interno do organismo e processar uma resposta adequada, que pode ser a ação de um órgão, contração muscular, um com- portamento, a percepção de uma sensação, tudo para manter a homeostase e permitir a interação com o meio externo. As células que os constituem são de dois tipos: neurô- nios e células da glia (MOURA-NETO, 2008). Para facilitar o estudo, você poderá acom- panhar fotos de lâminas de tecido nervoso e outras informações e conceitos sobre técni- cas de histologia em atlas de microscopia e patologia disponíveis on-line. Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso60/196 2 O NEURÔNIO Os neurônios são células do tecido nervoso que se diferenciam por serem excitáveis: são capazes de serem estimulados, recebendo informações tanto do meio externo, ou seja, o que vemos, ouvimos, sentimos, quanto do meio interno, do próprio organismo, como a temperatura corporal, a quantidade de sub- stâncias dissolvidas no sangue etc. São tam- bém capazes de interpretar esses estímulos e responder com alguma ação ou comporta- mento, como gerar contração muscular e au- mentar a sudorese a fim de regular a tempera- tura corporal, caso esteja alta, por exemplo. Possuímos cerca de 85 bilhões de neurônios, distribuídos em diversas regiões, e há muitos tipos de neurônios, sendo essa grande var- iedade morfológica que permite que nosso sistema nervoso execute tantas funções dif- erentes, entretanto a estrutura básica dos neurônios é a mesma. Um neurônio típico é basicamente composto de corpo celular e prolongamentos neuronais e, assim como qualquer célula, é totalmente envolvido pela membrana plasmática, que separa o meio in- terno da célula do meio externo (LENT, 2010). Para saber mais Até pouco tempo, acreditava-se que tínhamos cerca de 100 bilhões de neurônios. Calma, não perdemos neurônios. Devemos esse número a um grupo de neurocientistas brasileiros. Eles de- senvolveram uma técnica que permite contar o número de neurônios presentes numa “sopa” de cérebro de forma simples e inovadora, levando a neurociência brasileira a ganhar o reconhecimen- to da comunidade científica mundial (LENT, 2010). Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso61/196 2.1 Corpo celular O corpo celular dos neurônios, também chamado de soma neuronal, varia muito de forma e tamanho, conforme a localização e a função exercida no tecido nervoso: há corpos celulares com formato piramidal, estrelado, fusiforme, entre outros, que vari- am aproximadamente de 5 a 150µM. A membrana plasmática do neurônio fun- ciona como uma barreira que limita o meio interno da célula, chamado de citoplasma (ou pericárdio). Além disso, a membrana plasmática também é diferente entre os diversos tipos de neurônios, embora todas possuam alguns elementos importantes, como proteínas complexas que atraves- sam total ou parcialmente. Algumas dessas proteínas formam canais por onde passam apenas alguns íons ou moléculas específicas e, assim, contribuem para a manutenção de cargas elétricas diferentes dentro e fora da célula. No citoplasma neuronal, assim como em outros tipos de células, estão mergulha- dos o núcleo, que contém o material genéti- co, e várias organelas citoplasmáticas, pequenas estruturas com diversas funções Para saber mais Pode ser difícil imaginar quão pequena é essa célula que comanda todo nosso corpo e mente. Para ter uma ideia do tamanho de um neurônio em metros, por exemplo, basta dividir esse valor por 1 milhão. Assim, um neurônio de 5µM teria 0,000005m. Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso62/196 fisiológicas. O retículo endoplasmático rugoso (organe- la que recebe esse nome porque está asso- ciadoa ribossomos, o que lhe confere uma aparência rugosa) forma os grumos obser- vados por Nissl ao microscópio óptico, con- hecidos como corpúsculos de Nissl. Assim como outras células, o neurônio possui um citoesqueleto, um arcabouço de proteínas que dão sustentação e permitem o trans- porte de organelas e moléculas ao longo da célula e seus prolongamentos. O corpo celu- lar pode ser comparado ao motor do neurô- nio, pois concentra suas funções metabóli- cas, produzindo todas as proteínas (inclu- sive os neurotransmissores) que a célula necessita, além de ser local de recepção de estímulos que chegam pelos dendritos e de- pois são conduzidos para o axônio (MACH- ADO, 1998). 2.2 Prolongamentos Do corpo celular do neurônio partem diver- sos prolongamentos, alguns mais delicados, outros mais calibrosos, os chamados neuri- tos. Os neuritos, por sua vez, podem ser de dois tipos: dendritos e axônios (MACHADO, 1998). 2.2.1 Dendritos Os dendritos são prolongamentos em geral curtos, bastante numerosos e muito rami- ficados. A palavra dendrito vem do grego déndron e significa “árvore”, devido à ca- racterística ramificação desses prolonga- Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso63/196 mentos como os galhos de uma árvore, de um diâmetro maior para ramos de diâmetro menor. Os dendritos são responsáveis pela recepção dos estímulos que chegam ao neurônio, ou seja, são as terminações aferentes da célula e recebem as informações que chegam do ambiente, do próprio organismo ou de out- ro neurônio (MACHADO, 1998). 2.2.2 Axônios O axônio (do grego axón, que significa “eixo”) é um prolongamento único, cilíndrico e fino, que parte do corpo celular numa região de- nominada cone de implantação. Pode ram- ificar, mas, ao contrário dos dendritos, gera ramos de mesmo diâmetro e pode apresen- tar uma arborização em sua porção termi- nal, onde se comunicam com os dendritos de outros neurônios ou com uma célula efetuadora. Dessa forma, dizemos que o axônio é o prolongamento eferente, ou seja, que leva a informação do sistema nervoso em direção a outras regiões, como uma re- sposta a algum estímulo que foi recebido pelo neurônio. Ao contrário dos dendritos, que se ramificam apenas no local onde se encontram, o axônio alcança comprimentos variados. Na espécie humana, pode variar de alguns milímetros a até um metro ou mais. Esse último é o caso do axônio de um neurônio motor que deixa a medula espinal e segue seu caminho pela perna até chegar ao dedão do pé, inervan- do a musculatura responsável pelo movi- Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso64/196 mento do dedo. Os axônios também podem ser envolvidos por uma camada de lipídios (gordura), que funciona como um isolante elétrico, a bainha de mielina. Os neurônios cujo axônio possui bainha de mielina são chamados de fibras mielínicas, enquanto os que não possuem são classificados como fi- bras amielínicas. Isso é importante porque a transmissão da informação entre fibras (axônios) mielínicas e amielínicas é muito diferente. Existem pequenos espaços entre uma porção da bainha de mielina e outra (os nós de Ranvier, você verá mais sobre o assun- to no tópico “células da glia”). Como a gor- dura é um isolante elétrico, o impulso ner- voso passa “saltando” a mielina, pulando de um espaço de membrana sem mielina para o próximo rapidamente. Já nos axô- nios amielínicos, o impulso percorre toda a membrana continuamente, logo a trans- missão é mais lenta (MACHADO, 1998). 3 O POTENCIAL DE AÇÃO A membrana plasmática de qualquer célula permite que o meio interno da célula apre- sente uma carga mais negativa (rica em íons potássio) que o meio externo (com maior con- centração de íons cloro e sódio). Porém, os ca- nais que atravessam a membrana dos neurô- nios são de dois tipos e exclusivos do tecido nervoso: canais sensíveis a mudanças elétri- cas (canais voltagem-dependente) e canais que reconhecem certas substâncias químicas (canais ligante-dependente), os chamados Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso65/196 neurotransmissores. Os íons estão constan- temente saindo e entrando da célula a fim de manter a diferença de cargas estável. Essa dif- erença eletroquímica é responsável por cau- sar uma diferença de potencial, conhecida por potencial de repouso. Porém, os estímulos que os neurônios re- cebem têm a capacidade de modificar o po- tencial de repouso. Assim, ao serem excit- ados, respondem com o potencial de ação, gerado pela inversão das cargas elétricas da membrana. De forma bastante simplificada, ocorre o seguinte: em “repouso”, o interior do neurônio é mais negativo que o meio exter- no (ou seja, membrana negativa por dentro e positiva por fora). Se um estímulo chega ao neurônio e “perturba” o repouso, a carga mais negativa do interior da membrana sai e torna o meio interno menos negativo que o meio externo (agora a membrana está pos- itiva por dentro e negativa por fora). Esse processo é chamado de despolarização e começa no cone de implantação, região rica em canais dependentes de voltagem. O interessante é que a despolarização leva a mudanças que fazem com que a membrana volte ao normal e ainda fique impossibilitada de gerar um novo potencial de ação. No en- tanto, se o potencial gerado continuar com força suficiente, pode estimular o próximo tre- cho de membrana do axônio que ainda estava em repouso e o despolariza. Isso acontece em pequenos trechos da membrana por vez, em sequência, até que essa série de potenci- ais de ação, que constitui o impulso nervoso, chega ao terminal axonal do neurônio. Cada Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso66/196 potencial de ação dura cerca de 1 milissegun- do e o impulso nervoso ao longo do axônio é conduzido a uma velocidade de 20 a 200 m/ seg (MOURA-NETO, 2008; BEARS; CONNORS; PARADISO, 2002). sentar-se e, assim, a ola “caminha” através da arquibancada. A transmissão do impulso seg- ue o princípio do “tudo ou nada”, ou seja, não há meio-termo. Ou o potencial de ação ger- ado é intenso o suficiente para despolarizar a membrana neuronal ou não há despolar- ização e, consequentemente, o impulso ner- voso “morre” e não é passado adiante. Por fim, quando o impulso nervoso chega ao terminal axonal, pode provocar a liberação de neuro- transmissores. Agora, muda a linguagem de comunicação entre os neurônios: de elétrica para química, a neurotransmissão. 4 SINAPSES E NEUROTRANSMIS- SORES Você já sabe que a linguagem falada pelos Para saber mais Mais uma vez, para que você tenha uma ideia da velocidade de condução do impulso nervoso, transforme esse dado: multiplique 200m/s por 3,6 e você terá o valor em quilômetros por hora. São exatos 720km/h. Impressionante, não? É como se fosse aquela onda feita por torce- dores em um estádio de futebol. Uma file- ira de pessoas começa e se levanta com os braços erguidos, logo a segunda fila também se levanta, enquanto a primeira já voltou a Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso67/196 neurônios é um sinal elétrico, o potencial de ação. Mas o impulso nervoso não pode vencer o espaço existente entre dois neurô- nios. Como ocorre, então, a transmissão do impulso nervoso de um neurônio a outro? A resposta está na sinapse (do grego syn- apsis ”conexão”), o local onde dois neurô- nios fazem contato. Existem dois tipos de sinapses: elétricas e químicas. As sinapses elétricas são chamadas de junções comu- nicantes. Nelas, a transmissão do impulso nervoso ocorre de maneira direta entre as células, através de proteínas especiais que as conectam, e por isso é muito mais rápi- da. São muito abundantes durante o desen- volvimento do tecido nervoso, mas acabam por se tornar poucocomuns no sistema ner- voso humano adulto. No entanto, são mui- to comuns em animais invertebrados, que possuem funções nervosas mais simples e precisam responder rapidamente ao ambi- ente para poder sobreviver. A sinapse química, ou apenas sinapse, é mais abundante no sistema nervoso adulto e sua estrutura e funcionamento são mais complexas. A sinapse é formada por um neurônio chamado pré-sináptico, por um segundo neurônio, o neurônio pós-sinápti- co e pelo espaço entre eles, a fenda sináp- tica. O impulso nervoso chega ao terminal axonal do neurônio pré-sináptico. Se for intenso o suficiente, provoca a liberação dos neurotransmissores na fenda sináp- tica, que se difundem até chegar aos den- dritos do neurônio pós-sináptico. Proteínas na membrana (os receptores) do neurônio Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso68/196 pós-sináptico reconhecem a molécula de neurotransmissor e desencadeiam um novo potencial de ação nesse segundo neurônio. Imagine que você vive no início do século XX e quer saber um pouco mais sobre os neurô- nios que Cajal anda descrevendo, por isso você escreve uma carta para ele. Você trans- forma o que gostaria de perguntar a ele em palavras escritas e envia a carta. Nesse ex- emplo, você é um neurônio pré-sináptico. A distância entre você e Cajal é a sinapse, a sua pergunta é o impulso nervoso que deve chegar ao neurônio pós-sináptico e a carta é o neurotransmissor. Há vários tipos de neurotransmissores, pro- duzidos por tipos diferentes de neurônios: há os neurotransmissores excitatórios (que estimulam os neurônios), como o glutama- to; neurotransmissores inibitórios (que irão inibir a ação do próximo neurônio, “desli- gando” o potencial de ação) como o GABA (ácido gama-aminobutírico); alguns são hormônios, como a ocitocina e a vasopressi- na ou um gás, como o óxido nítrico. Os neu- rotransmissores têm diferentes funções: atuam em circuitos ligados a sensação de prazer e bem-estar, como a dopamina e a serotonina e outros estão associados ao aumento dos batimentos cardíacos, como a adrenalina, por exemplo (MOURA-NETO, 2008; BEARS; CONNORS; PARADISO, 2002). 5 CÉLULAS DA GLIA A palavra glia vem do grego e significa “cola”. São as células mais numerosas do tecido Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso69/196 nervoso e de menor tamanho. Relacionam- se diretamente com os neurônios, tanto no sistema nervoso central (SNC) quanto no sistema nervoso periférico (SNP), exercendo diversas funções (MOURA-NETO, 2008). As principais células da glia são: a) Astrócitos: tipo de glia mais numeroso do sistema nervoso central. São célu- las com formato de estrela de dois ti- pos: astrócitos fibrosos (localizados na substância branca) e astrócitos proto- plasmáticos (presentes na susbtância cinzenta). De seus prolongamentos partem expansões conhecidas por pés astrocitários, que envolvem vasos sanguíneos do tecido nervoso. Assim, formam uma barreira altamente se- letiva que retira do tecido nervoso os íons potássio em excesso e substân- cias tóxicas aos neurônios. Para saber mais Os astrócitos participam da barreira hematoen- cefálica, uma estrutura vascular que seleciona o que entra e sai do tecido nervoso. Fármacos que atuam no sistema nervoso devem ser capazes de atravessar a barreira hematoencefálica, o que torna o estudo e síntese dessas substâncias um desafio. Os astrócitos dão sustentação, isolamento e proteção aos neurônios, armazenam gli- cose como fonte de energia para uso dos neurônios, participam de processos de cica- trização do tecido nervoso e captam o glu- tamato da fenda sináptica, que em excesso é tóxico aos neurônios. b) Oligodendrócitos e células de Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso70/196 Schwann: são pequenas células cu- jos prolongamentos que partem do corpo celular envolvem os axônios dos neurônios, formando a bainha de mielina. Cada prolongamento irá for- mar um “internó” de mielina, alterna- do por regiões de membrana “nuas”, sem mielina, os nós de Ranvier. Cada oligodendrócito pode prover bainha de mielina para 50 axônios ou mais. Já as células de Schwann são equiv- alentes aos oligodendrócitos no SNP. Atuam formando a bainha de mieli- na de axônios que formam os nervos periféricos. Cada célula de Schwann é capaz de envolver apenas um axônio por vez. Além disso, algumas célu- las de Schwann envolvem o axônio e formam mielina, enquanto outras o envolvem da mesma forma, mas não mielinizam. c) Microgliócitos: células capazes de re- alizar fagocitose, ou seja, de englobar e digerir partículas e detritos celu- lares. São ativadas em reposta a in- fecções, inflamação, traumas (lesões mecânicas do tecido), isquemia (lesão por falta de irrigação sanguínea) etc. Realizam a destruição de microorgan- ismos invasores e “limpam” detritos de células nervosas mortas. d) Células ependimárias: conjunto de células que reveste as cavidades do SNC e estão envolvidas, principal- mente, no transporte de moléculas entre o líquor e o tecido nervoso. Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso71/196 Há ainda um tipo de glia que permanece indiferenciado, ou seja, com capacidade de se tornar outros tipos de células: as cé- lulas-tronco neurais. Ao contrário do que se pensava, o cérebro adulto ainda possui a capacidade originar outros neurônios ou glia em algumas regiões específicas, que podem migrar e substituir células lesiona- das (MOURA-NETO, 2008; LENT, 2010). Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso72/196 Glossário Diferença de potencial: grandeza física gerada pela diferença de cargas elétricas entre dois pontos, permitindo o fluxo de partículas carregadas em um condutor de um ponto a outro, a cor- rente elétrica. Células efetuadoras: são células não neuronais que recebem a “ordem” dada pelo sistema ner- voso para exercer alguma função ou comportamento, como uma célula muscular que se contrai ou uma célula secretora que libera um hormônio. Estímulo: qualquer evento que chegue por vias aferentes, na forma de sinal elétrico, captado por receptores que se comunicam com o meio ambiente ou com o meio interno, como uma imagem, som, dor, emoção, toque ou uma dor visceral, a distensão da bexiga quando está cheia, o alimen- to no estômago etc. Questão reflexão ? para 73/196 Considerando a estrutura das células nervosas que você acabou de estudar, reflita sobre a relação entre estrutu- ra e função. O que faz um neurônio ser capaz de se co- municar com outras células nervosas? Que importância isso tem para o funcionamento do sistema nervoso? 74/196 Considerações Finais (1/2) • O tecido nervoso é formado por unidades independentes, os neurônios e as células da glia; • os neurônios possuem um corpo celular e prolongamentos, os dendritos e axônios; • o que determina a existência dos vários tipos neuronais e as diferentes fun- ções que exercem é a grande variedade de formatos do corpo celular, den- dritos e axônios, dos neurotransmissores que produz e o local onde se en- contram o potencial de ação é um fenômeno elétrico que se propaga ao longo do axônio na forma do impulso nervoso e quando chega ao terminal axonal provoca a liberação dos neurotransmissores; • as células nervosas não se tocam diretamente e se comunicam através das sinapses, que podem ser elétricas ou químicas, sendo as últimas as mais re- levantes no sistema nervoso humano adulto; 75/196 Considerações Finais (2/2) • as células da glia têm função de sustentação, alimentação do tecido, reno- vação de neurotransmissores, defesa imunológica, cicatrização e regenera- ção. Unidade 3 • Fundamentos de neuroanatomia funcional básica II: Organização e função do tecido nervoso76/196 ReferênciasBEAR, Mark F.; CONNORS, Barry W.; PARADISO, Michael A. Neurociências: desvendando o siste- ma nervoso. Porto Alegre: Artmed, 2002. LENT, Roberto. Cem bilhões de neurônios? Conceitos fundamentais de neurociência. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2010. MACHADO, Angelo. Tecido Nervoso. In: MACHADO, Angelo. Neuroanatomia funcional. 2. ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 1998. p. 17-33. MOURA-NETO, Vivaldo e LENT, Roberto. Como funciona o sistema nervoso. In: LENT, Roberto (Org.). Neurociência da mente e do comportamento. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. p. 62-88. 77/196 1. Por definição, podemos dizer que o tecido nervoso é: a) um conjunto de órgãos com capacidade de responder a estímulos; b) um conjunto de células excitáveis com função de integrar estímulos e resposta, gerando um comportamento ou ação; c) um conjunto de células agrupadas porque são semelhantes, mas não relacionadas; d) um conjunto de sistemas capazes de responder a estímulos, o sistema nervoso; e) um conjunto de órgãos nervosos com funções semelhantes. Questão 1 78/196 2. Os neurônios são divididos em: a) corpo celular, membrana e prolongamentos; b) cabeça, corpo e membrana; c) corpo celular, dendritos e axônio; d) corpo, prolongamentos e axônio; e) cabeça, neuritos e prolongamentos. Questão 2 79/196 3. As sinapses podem ser dos tipos: a) Junção comunicante e elétricas. b) Elétricas e de repouso. c) Químicas e neurotransmissoras. d) De ação e de repouso. e) Elétricas e químicas. Questão 3 80/196 4. O que são sinapses químicas? a) São junções conhecidas antes mesmo da descoberta dos neurônios. b) É o contato entre dois neurônios, onde ocorre a liberação do neurotransmissor. c) É um espaço virtual para a troca de impulsos elétricos. d) É o contato químico entre um neurônio e uma célula da glia. e) É o espaço que existe quando dois neurônios não se comunicam. Questão 4 81/196 5. São exemplos de células da glia: a) Neurônios, astrócitos, gliócitos. b) Astrócitos, neurocitos, microgliócitos. c) Neurócitos, microglia, microgliócitos. d) Astrócitos, microgliócitos, oligodendrócitos. e) Neurônios, microgliócitos e gliócitos. Questão 5 82/196 Gabarito 1. Resposta: B. Um tecido é formado por células que se agrupam para exercer determinadas fun- ções. O tecido nervoso é constituído por células excitáveis, capazes de responder a estímulos do ambiente ou do próprio orga- nismo. 2. Resposta: C. Os neurônios têm um copo celular, ou soma neuronal, e prolongamentos de dois tipos, os dendritos e axônios. 3. Resposta: E. Existem dois tipos de sinapses, as sinapses elétricas, também chamadas de junções co- municantes e as sinapses químicas, chama- das apenas de sinapses. 4. Resposta: B. Uma sinapse química é o local de contato en- tre dois neurônios, onde são liberadas subs- tâncias químicas, os neurotransmissores. 5. Resposta: D. Dentre os tipos de células da Glia, estão os astrócitos, os microgliócitos e os oligon- dendrócitos. 83/196 Unidade 4 Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral Objetivos 1. Apresentar as divisões do córtex cere- bral. 2. Definir e introduzir conceitos iniciais sobre funções cognitivas e suas rela- ções com o córtex cerebral. 3. Relacionar funções cognitivas e suas interfaces com a educação. Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral84/196 Introdução A busca do homem por relações entre áreas do cérebro com funções, sentimentos e ha- bilidades humanas é bastante antiga. Na Antiguidade, gregos já estudavam lesões cerebrais de feridos em guerras. Durante a Idade Média, filósofos acreditavam que as funções mentais mais complexas estariam relacionadas a apenas três áreas particu- lares do cérebro. Já no século XIX, o famoso anatomista Franz Joseph Gall desenvolveu uma teoria chamada Frenologia, a qual con- sistia na crença de que cada característica ou sentimento humanos estariam direta- mente relacionados com uma região espe- cífica do cérebro. Para saber mais Segundo Gall, mesmo funções muito específicas como “atração ao vinho” ou “amor aos animais” teriam uma região determinada responsável por elas e quando uma destas funções fosse muito desenvolvida seria possível observar uma proemi- nência no crânio na região correspondente, como se o cérebro “aumentasse” quando exercitado da mesma forma como acontece com os músculos ao serem trabalhados. Outros cientistas prova- ram que Gall estava equivocado. Depois de Gall, outros pesquisadores como Broca e Wernicke encontraram relações ad- equadas de funções com áreas cerebrais ao estudarem indivíduos que tiveram lesões específicas e suas consequentes alterações Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral85/196 de comportamento. Devido a essas desco- bertas, por algum tempo acreditou-se que seria possível localizar todas as formas com- plexas de atividades mentais. Hoje, sabe- mos que não é bem assim. Algumas funções, principalmente as mais elementares, como visão, audição, movimento, de fato pos- suem regiões às quais estão diretamente relacionadas, como o córtex visual primário está relacionado com a visão ou o córtex motor primário com movimentos. Ou seja, determinadas áreas estão mais envolvidas e relacionadas com um tipo de função do que com outras, mas a maioria das funções re- quer a ação integrada de neurônios de dif- erentes regiões do cérebro. Ainda, cada função importante é, em geral, desempenhada por mais de uma via neural e, quando uma região sofre injúrias e fica comprometida, outras partes podem assu- mir parcialmente a função desempenhada anteriormente pela região lesada. A seguir, você compreenderá melhor as divisões do córtex cerebral, as principais funções e ha- Para saber mais Wernicke propôs que funções mentais mais sim- ples e elementares, relacionadas aos sentidos e a movimentos básicos, estariam localizadas em áreas únicas do córtex cerebral, enquanto fun- ções mentais mais complexas seriam resultado da interconexão entre áreas distintas, estando espa- cialmente distribuídas pelo cérebro. Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral86/196 bilidades mentais e qual a importância des- sas para a educação. 1 O CÓRTEX CEREBRAL O córtex cerebral humano é formado por uma camada bastante enrugada que reco- bre os dois hemisférios cerebrais (direito e esquerdo) como se fosse a casca de uma ár- vore, constituindo, assim, a parte mais ex- terna do cérebro. Essas dobras que formam elevações e depressões chamadas de giros (elevações) e sulcos (depressões) são im- portantes, pois permitem que o córtex au- mente a área de processamento neuronal, tornando-se mais extenso, sem que para isso seja necessário aumentar o taman- ho do crânio, o que poderia trazer diversos prejuízos, como dificultar a sustentação da cabeça, tornando mais difícil para o homem se locomover devido ao “peso” dessa. Para saber mais O córtex humano possui aproximadamente de 2 a 4 mm de espessura e é formado por subs- tância cinzenta que contém o corpo celular dos neurônios. Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral87/196 Anatomicamente, o córtex pode ser dividi- do em quatro partes distintas, chamadas de lobos cerebrais, que são: lobo frontal, local- Para saber mais Outros mamíferos, como baleias, golfinhos e ele- fantes, também possuem essas “dobras” encon- tradas em humanos. Recentemente, a neurocien- tista brasileira Suzana Herculano-Houzel e sua equipe encontraram relações entre a espessura do córtex e essas dobras, indicando que, se o córtex for muito espesso, não consegue ficar “amassa- do”, “dobrado”, explicando, assim, por que alguns animais possuem córtices enrugados, enquanto outros são lisos. Essa pesquisa foi tão importante que foi publicada em uma das revistas científicas de maior renome, a Science. izado bem na frente do cérebro, na região da testa; o lobo occipital, que fica na parte “de trás” da cabeça,na região mais inferior; o lobo temporal, que fica na região acima das orelhas e o lobo parietal, localizado aprox- imadamente na região superior da cabeça, no “topo”, atrás do lobo frontal. O córtex está envolvido com processamentos de alto nível, como memória, atenção, linguagem e percepção, que são funções chamadas de funções cognitivas, como veremos a seguir (KANDEL, 1995). Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral88/196 2 DIVISÕES DO CÓRTEX CERE- BRAL E INTRODUÇÃO ÀS FUN- ÇÕES COGNITIVAS Como dito, alguns processos mentais estão mais relacionados a determinadas regiões do cérebro, enquanto outros são mais di- fusos. A seguir, os lobos e as suas funções mais características (BEAR, 2002; KANDEL, 1995): • Lobo frontal: relacionada ao planeja- mento de ações futuras, controle dos movimentos, fala, escrita e linguagem articulada. Esse lobo é o que possui maior importância cognitiva, e, em- bora outros primatas também o pos- suam, são os humanos que detêm os lobos frontais mais desenvolvidos. • Lobo parietal: relacionado com sen- sação tátil e imagem corporal. • Lobo temporal: relacionado à audi- ção, memória, emoção e aprendizado. • Lobo occipital: relacionado principal- mente à visão. Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral89/196 O córtex cerebral é organizado de maneira bastante curiosa. Cada um dos hemisférios está relacionado principalmente com as funções do outro lado. Ou seja, o hemisfé- rio direito “comanda” as sensações e movi- mentos do lado esquerdo do corpo e o lado esquerdo “comanda” o que ocorre no lado direito. Interessante, não? Outra característica bastante importan- te do córtex cerebral se deve ao fato de os hemisférios direito e esquerdo não serem simétricos nem equivalentes em relação às suas funções. Dentre essas funções cerebrais, estão as funções cognitivas, que são funções men- tais superiores, de maior complexidade e que exigem a coordenação de partes dis- tintas do cérebro. O estudo do modo como Para saber mais Foi Paul Broca, em 1861, que deu início a inves- tigação científica dos distúrbios dos processos mentais ao perceber que um paciente com uma lesão no lobo frontal esquerdo era capaz de com- preender palavras, mas não de produzi-las, pos- tulando que essa região era, portanto, respon- sável pela produção da fala. Essa descoberta foi bastante importante pois, diferentemente de Gall, Broca utilizou um método científico, basea- do em observações de fatos realmente relaciona- dos (lesão específica com alterações de compor- tamento), estabelecendo a localização de uma função complexa como a fala. Além disso, através desta descoberta, mostrou-se pela primeira vez a relação do hemisfério esquerdo com a linguagem (LURIA, 1981). Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral90/196 o cérebro processa as informações e a ma- neira como essas informações do mundo externo fazem sentido para nós e, ainda, como podem ser utilizadas nas mais diver- sas atividades humanas são assuntos estu- dados pela Psicologia Cognitiva e possuem estreita relação com a Pedagogia e a Neu- roaprendizagem, visto que através dessas pode-se compreender o processo da apren- dizagem. A seguir, você poderá iniciar os estudos das principais funções cognitivas, que são: per- cepção, atenção, memória, linguagem e funções executivas. 3 AS PRINCIPAIS FUNÇÕES COG- NITIVAS Como dito anteriormente, as funções cogni- tivas envolvem partes distintas do cérebro, pois é um processo complexo que precisa da integração de diversas capacidades. Va- mos entender melhor as funções cognitivas (KANDEL, 1995; LEE, 2005). a) Percepção: está relacionada com os sentidos (como visão, audição, tato, podendo envolver integração de di- versos lobos) através dos quais po- demos perceber o mundo e seus ele- mentos a nossa volta, tornando-nos capazes de reconhecer, organizar, dar significado e sentido aos objetos e seres que nos cercam. A percepção Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral91/196 não é uma função cognitiva perfeita e ilusões visuais podem acontecer, por exemplo. Isso porque nosso cérebro está acostumado a buscar padrões, encontrar semelhanças, agrupar el- ementos e algumas imagens podem “enganar” nosso cérebro. b) Atenção: pode ser entendida como a capacidade de concentração que pode ser focada em um determinado estímulo/informação ou dividida para mais de um elemento. Nas ativida- des do dia a dia, dificilmente estamos focados em apenas um elemento ou tarefa e com frequência precisamos fazer várias coisas ao mesmo tempo. Quando dirigimos, por exemplo, te- mos de prestar atenção no carro que está na frente, mas também na sinali- zação das ruas, no limite de velocida- de, nos pedestres e em vários outros elementos. Também é possível que a atenção ocorra de modo não cons- ciente ou subliminar quando não es- tamos focando em algo “de propósi- to”, mas o elemento é relevante para nós, chamando-nos a atenção. c) Memória: é fácil perceber a importân- cia da memória tanto para as tarefas cotidianas como para o aprendizado. Mas o que é memória, afinal? Trata-se do processo de guardar informações e experiências para possível recupera- ção no futuro. Essa habilidade permi- te que informações adquiridas sobre o mundo e sobre nós mesmos sejam Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral92/196 usadas para lidar com situações fu- turas baseadas em experiências pas- sadas. Os processos de pensar e solu- cionar problemas estão diretamente relacionados com a memória e é tam- bém a memória que nos possibilita adquirirmos a linguagem, função hu- mana bastante importante que será tratada a seguir. Existem diversas subdivisões possí- veis para a memória e mesmo “tipos” diferentes, podendo ser chamadas de: (GROOME, D et al., 2016). I. Declarativas ou explícitas: englobam eventos autobiográficos, próprios e particulares de cada pessoa (como lembrar-se de como você se sentiu na última viagem que fez) e conhecimen- tos de fatos (como saber que a capital do Brasil é Brasília). Para saber mais As memórias declarativas ou explícitas podem ser ainda subdividias em memória episódica (eventos autobiográficos, próprios de cada indi- víduo) e memória semântica (conhecimento de fatos, comumente aprendidos na escola). II. Não declarativa ou implícita: dá-se através da repetição e prática, con- solida-se de maneira mais lenta, mas também dificilmente é esquecida após ser adquirida. É a memória para habilidades e hábitos, como andar de bicicleta. Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral93/196 Em relação ao tempo de duração, as memórias podem ser divididas em imediatas, recentes e remotas. A pas- sagem de tempo entre a memória re- cente para a memória remota não é bem delimitada, mas sabe-se que as informações são transferidas gradu- almente de áreas temporais para es- truturas onde serão armazenadas de modo mais permanente. d) Linguagem: atividades envolvendo linguagem são absolutamente co- muns no nosso cotidiano: nós con- versamos com nossos familiares, ou- vimos as notícias do jornal, falamos ao telefone. Mas não é impressionan- te que, através de sons emitidos de nossas bocas, nós possamos nos fa- zer entender por outros seres de nos- sa espécie e também entendermos quando outros querem passar alguma mensagem para nós, tanto de forma falada quanto escrita? A habilidade para a linguagem possui intercone- xões com outras capacidades cogni- tivas, sem dúvida, mas trata-se tam- bém de uma habilidade relativamente autônoma. Muitos dos conhecimen- tos sobre o funcionamento da lingua- gem vieram de estudos de distúrbios de linguagem ocasionados por lesões cerebrais, como já citados nesta aula. Para a maioria dos indivíduos, princi- palmente para os destros, as funções de linguagem ficam localizadas no hemisfério esquerdo. Unidade 4 • Introdução às funçõescognitivas e o córtex cerebral94/196 A linguagem simbólica é uma das car- acterísticas tipicamente humanas e a que mais diferencia o homem das de- mais espécies. Mesmo animais como papagaios que podem emitir palavras ou outros animais que podem ser tre- inados para reconhecer palavras fala- das não possuem a capacidade de atribuir significados abstratos como nós, homens, fazemos para comunicar sentimentos, emoções e coisas ab- stratas ou realizar cálculos matemáti- cos de cabeça. A linguagem é uma ha- bilidade tão importante que permitiu ao homem passar conhecimentos de uma geração para outra, possibilitan- do que os conhecimentos adquiridos não fossem perdidos. Imagina como seria se não tivéssemos registros das descobertas já feitas? Certamente, não teríamos as tecnologias que pos- suímos hoje e o mundo seria muito diferente do que conhecemos. e) Funções executivas: essas funções estão relacionadas principalmente ao lobo frontal e envolvem habili- dades de planejamento, execução e resolução de tarefas, incluindo hab- ilidades de tomada de decisões, ra- ciocínio, estratégias e lógica. Também incluem o autocontrole, impedindo que sejam realizados impulsos e von- tades que podem não ser adequados para determinadas situações, além de estarem relacionadas com a flexibili- dade cognitiva, possibilitando pensar Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral95/196 em soluções criativas para problemas, adaptando-se a situações novas. As funções cognitivas são, portanto, funda- mentais para a aprendizagem. Não é pos- sível aprender um conteúdo novo sem que a atenção esteja voltada para o que se quer aprender, ou que a memória mantenha as informações guardadas para serem utiliza- das quando necessário. Aprender também envolve funções executivas, através de es- colhas e autocontrole, por exemplo. Quem nunca sentiu vontade de fazer outra coisa ao invés de estudar, mas manteve-se firme ao texto? Aprender ainda está relacionado com a maneira como percebemos o mundo e tudo isso não seria possível se não pudés- semos nos comunicar uns com os outros, passando o que aprendemos e questionan- do sobre o que ainda não entendemos, at- ravés da linguagem. Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral96/196 Glossário Funções cognitivas: habilidades mentais que permitem o raciocínio, a aquisição e manutenção de conhecimentos que constituem o intelecto. Entre essas funções, estão a percepção, a memó- ria, a linguagem, a atenção e funções executivas. Cognição: processos mentais do conhecimento que ocorrem através da percepção, da atenção, dos sentidos, pensamentos, memórias e representações. Simbólica: referente a símbolos. Atribuição de mais de um significado para um ser, coisa, objeto ou imagem. Qualquer coisa usada para representar ou substituir outra. Questão reflexão ? para 97/196 A neurociência e a neuroaprendizagem trazem diversos esclare- cimentos sobre a forma como os conhecimentos são adquiridos e como podem ser mantidos e preservados pelos indivíduos, as- suntos de suma importância para a aprendizagem. Mas de que forma os conhecimentos da neuroaprendizagem possibilitam práticas pedagógicas que promovam e facilitem a aquisição de conhecimentos? Como os alunos podem ser orientados em rela- ção a funções cognitivas como atenção, memória, funções exe- cutivas? Qual seria o papel da linguagem para estes objetivos? 98/196 Considerações Finais • O córtex cerebral é formado por dois hemisférios distintos anatômica e fun- cionalmente e a busca por encontrar relações entre suas regiões e funções é bastante antiga; • as principais funções cognitivas são: percepção, atenção, memória, lingua- gem, funções executivas e todas estão relacionadas com a aprendizagem, havendo relações entre córtex e tais funções, Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral99/196 Referências BALDO, M. V. C; HADDAD, H. Ilusões: o olho mágico da percepção.Rev. Bras. Psiquiatr., São Pau- lo, v. 25, supl. 2, p. 6-11, Dec. 2003. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=s- ci_arttext&pid=S1516-44462003000600003&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 19 dez. 2016. BEAR, M. F.; CONNORS, B. W.; PARADISO, M. A. Neurociências: desvendando o sistema nervoso. Porto Alegre: Artmed, 2002. FONSECA, V. Papel das funções cognitivas, conativas e executivas na aprendizagem: uma abordagem neuropsicopedagógica. Rev. Psicoped., São Paulo, v. 31, n. 96, 2014. Disponível em: <http://pepsic.bvsalud.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-84862014000300002>. Acesso em: 30 out. 2016. GROOME, D.; EYSENCK, M. W.; ESGATE A. An introduction to applied cognitive psychology. Abingdon, Oxon; New York : Routledge, 2016. KANDEL, E. R.; SCHWARTZ, J. H.; JESSELL, T. M. Fundamentos da Neurociência e do Comporta- mento. Rio de Janeiro: Editora Prentice-Hall do Brasil, 1995. LEE GP, American Academy of Clinical Neuropsychology. Neuropsychology of epilepsy and ep- ilepsy surgery. Oxford; New York: Oxford University Press; 2010. p. 107-119. http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1516-44462003000600003&lng=en&nrm=iso http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1516-44462003000600003&lng=en&nrm=iso http://pepsic.bvsalud.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-84862014000300002 Unidade 4 • Introdução às funções cognitivas e o córtex cerebral100/196 LENT, R. Cem bilhões de neurônios? Conceitos fundamentais de neurociência. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2010. LURIA, A. R. Fundamentos da neuropsicologia. São Paulo: Rd da USP, 1981. SABBATINI, R. M. E. A Evolução da Inteligência. Parte 5: Linguagem e Evolução. Disponível em: <http://www.cerebromente.org.br/n12/mente/evolution/evolution05_p.html>. Acesso em: 29 out. 2016. SALLET, P. C. Prêmio Nobel: dinamite, neurociências e outras ironias. Rev. Psiquiatr. Clín., [s.l.], FapUNIFESP, v. 36, n. 1, p.37-40, 2009. SciELO). http://dx.doi.org/10.1590/s0101- 60832009000100007. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rpc/v36n1/a07v36n1.pdf>. Acesso em: 9 out. 2016. http://www.cerebromente.org.br/n12/mente/evolution/evolution05_p.html http://www.scielo.br/pdf/rpc/v36n1/a07v36n1.pdf 101/196 1. Sobre a relação entre processos mentais e estruturas cerebrais, é correto afirmar: a) Hoje, todos os processos mentais podem ser facilmente localizados no cérebro. b) É recente a busca por relações entre processos mentais e estruturas cerebrais. c) Alguns processos mentais específicos podem ser localizados com certa precisão no cérebro, outros não. d) As descobertas do anatomista Gall são consideradas corretas e utilizadas até hoje. e) Não há relações diretas entre processos mentais e estruturas cerebrais. Questão 1 102/196 2. São funções cognitivas: a) Visão, audição e tato. b) Visão, audição, tato, olfato e gustação. c) Memória, atenção, audição e percepção. d) Percepção, atenção, olfação e funções executivas. e) Percepção, atenção, memória, linguagem e funções executivas. Questão 2 103/196 3. Em relação aos dois hemisférios cerebrais (direito e esquerdo), é correto afirmar: a) Os hemisférios cerebrais não são divididos em direito e esquerdo. b) Ambos os hemisférios são responsáveis pelas mesmas funções. c) Os dois hemisférios são iguais tanto em relação à estrutura como em relação à função. d) Os dois hemisférios são distintos estruturalmente. e) O hemisfério direito é “responsável” pelo que ocorre no lado direito do corpo e o hemisfério esquerdo é “responsável” pelo lado esquerdo. Questão 3 104/196 4. Sobre a linguagem, assinale a alternativa correta: a) É uma função cognitiva comum a todos os primatas. b) É uma habilidade complexa que possui caráter simbólico apenas na espécie humana. c) Papagaios capazes de dizer palavras conseguem compreender o significado abstrato delas. d) Para a maioria dos indivíduos destros, a linguagem está localizada no hemisfério direito. e) É uma função executiva secundária. Questão 4 105/196 5. Ocórtex cerebral humano: a) pode ser dividido em quatro lobos; b) é bastante espesso e por isso o homem pode ser mais “inteligente”; c) tem o lobo frontal como região menos relacionada a funções cognitivas; d) pode ser comparado com o tronco de uma árvore; e) é bastante liso e homogêneo o que o diferencia de outros animais. Questão 5 106/196 Gabarito 1. Resposta: C. À medida que aumenta a complexidade dos processos mentais, a localização exata dessas funções torna-se inapropriada, vis- to que várias regiões podem ser recrutadas para executá-las. 2. Resposta: E. São funções cognitivas: percepção, atenção, memória, linguagem e funções executivas. 3. Resposta: D. Os dois hemisférios cerebrais, apesar de pa- recerem similares, são distintos tanto estru- turalmente quanto funcionalmente. 4. Resposta: B. A Linguagem é uma função cognitiva bas- tante importante e através dela é possível passar e adquirir conhecimentos. Apenas os seres humanos possuem linguagem simbó- lica, ou seja, são capazes de atribuir senti- dos abstratos para as palavras e as ideias. 5. Resposta: A. O córtex cerebral pode ser dividido em 4 lo- bos: frontal, temporal, parietal e occipital. 107/196 Unidade 5 Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade) Objetivos 1. Definir o que é neuroplasticidade. 2. Apresentar como a neuroplasticidade ocorre (componentes biológicos). 3. Apresentar dicotomias entre compor- tamentos inatos e aprendidos. 4. Apresentar relações entre aprendiza- gem e neuroplasticidade. Unidade 5 • Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade)108/196 Introdução A sobrevivência e sucesso da espécie huma- na são surpreendentes. O homem é capaz de viver em contextos bastante diversos: em locais muito frios, como o Alaska ou em locais muito quentes, como Mali (África); em elevadas altitudes, como La Paz e abaixo do nível do mar, como em Amsterdã; em regiões desérticas, como em Dubai; e ain- da em locais alagados, como Veneza. Mas o que permitiu ao homem esta variedade de possibilidades? A resposta é: sua capacidade de adaptação. A habilidade de moldar-se às necessidades e de se adaptar as situações adversas foi o que permitiu que habitássemos essa grande variedade de regiões da Terra. O que exatamente isso tem a ver com o tema da aula, aprendizagem e neuroplasticida- de? A resposta é parecida com a que explica porque o homem pode viver em ambientes tão diferentes, ou seja, as bases neurológi- cas da aprendizagem estão relacionadas à capacidade do ser humano de adaptar-se, moldar-se às situações. Isso tudo é resultado de um longo processo evolutivo no qual as condições extremas e as instabilidades do ambiente, juntamente com o desenvolvimento do sistema nervoso e do cérebro, propiciaram as capacidades de adaptar-se, flexibilizar-se e de aprender. A definição de inteligência da enciclopédia Britânica também traz o termo “adaptar”: “inteligência é a capacidade de se adaptar efetivamente ao ambiente”, mudando a si mesmo, o ambiente ou mudando-se para outro ambiente. Unidade 5 • Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade)109/196 1 O QUE É NEUROPLASTICIDADE? Neuroplasticidade consiste na habilidade do sistema nervoso de sofrer alterações de suas funções ou estruturas para se adequar às necessidades geradas pelo meio ambi- ente. É o que acontece, por exemplo, quan- do parte do cérebro é lesionado devido a um acidente, podendo ocasionar um redirecio- namento de determinadas funções para partes preservadas do cérebro que antes não possuíam tais atribuições. Mas não precisamos nem pensar em algo tão grave ou complexo. Algo muito simples e corriqueiro, como quando nos deparar- mos com algum acontecimento novo, pode ocasionar alterações sinápticas que façam com que aquela situação fique memoriza- da por muitos anos, principalmente se o evento teve importância significativa para o sujeito. Tanto no exemplo do cérebro lesio- nado como no acontecimento novo temos a ocorrência de neuroplasticidade (LENT, 2008). 2 COMO OCORRE A NEURO- PLASTICIDADE? O desenvolvimento do sistema nervoso ini- cia-se muito antes do nascimento, na fase embrionária, mas continua após o nasci- mento. Nesse período inicial, chamado de período crítico, o sistema nervoso é ima- turo e o ambiente o influencia fortemente. O período crítico é diferente para regiões e sistemas neurais diversos, sendo que al- Unidade 5 • Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade)110/196 guns comportamentos são naturais, ina- tos, como o ato das tartarugas marinhas se dirigirem ao mar logo após saírem do ovo. Já outros comportamentos e ações tem um período “certo” para ocorrer e, uma vez que não se derem dentro deste período, jamais poderão ser adquiridos de maneira ideal. No caso da linguagem nos seres humanos, por exemplo, esse período vai até meados da adolescência (OTTA et al., 2003). Para saber mais O ato de as tartarugas recém-nascidas de ovos postos em praias correrem para o mar é um exem- plo de comportamento inato. Comportamentos inatos são comportamentos geneticamente des- tinados a ocorrerem, não são flexíveis nem muda- dos pela experiência, e se dão sempre da mesma forma. Elas são “programas” para agirem dessa forma, mesmo que o animal se encontre isolado, sem outros membros de sua espécie para ensi- nar lhes como agir. Diferem de comportamentos aprendidos, que dependem da experiência e que podem ser aprendidos (OTTA et al., 2003). Após o término do período crítico, o sistema nervoso ainda possui alguma capacidade de neuroplasticidade, mas na idade adulta Unidade 5 • Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade)111/196 a neuroplasticidade é diferente da ontoge- nética (que ocorre durante o crescimento do indivíduo, através do desenvolvimento e da aprendizagem). No adulto, ocorre prin- cipalmente plasticidade relacionada às si- napses, que está diretamente relacionada com a memória e também com a aprendi- zagem (LENT, 2008). O sistema nervoso e mais restritamente os neurônios são de extrema importância para as capacidades cognitivas, necessárias para a aprendizagem. Perder neurônios está rela- cionado com o decaimento de funções inte- lectuais importantes, como memória, orien- tação e linguagem. É o que ocorre na doença de Alzheimer, por exemplo. Assim, em caso de lesões neuronais seria de grande interes- se que houvesse regeneração dessas células. Mas é possível que o sistema nervoso se regenere? Até pouco tempo acreditava-se que não, mas pesquisas mais atuais apon- tam para uma resposta menos definitiva e, em algumas situações, através da neu- rogênese, isso é possível. Neurogênese, portanto, consiste na capaci- dade dos neurônios de se proliferarem. No início da vida, a proliferação de neurônios já era bem conhecida, evento que ocorre antes dessas células do sistema nervoso se diferenciarem, ou seja, se “adequarem” às funções e características da região cerebral a que passam a pertencer. A grande boa notícia é que na fase adulta algumas regiões do cérebro mantêm a ca- pacidade de neurogênese, graças à pre- sença de células-tronco (células não dif- erenciadas que podem dar origem à diver- sos tipos de células). No entanto, as célu- Unidade 5 • Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade)112/196 las-tronco presentes no encéfalo não são iguais àquelas presentes nos embriões. No feto, as células-tronco podem se diferenciar em qualquer tipo celular e no encéfalo adul- to essas células possuem mais restrições. 3 TIPOS E CARACTERÍSTICAS DA NEUROPLASTICIDADE Existem diferentes tipos de neuroplastici- dade, que podem ser divididas em: 1) Morfológica: relacionado às estrutu- ras e formas das partes constituintes dos neurônios (axônios e dendritos) e às sinapses na ontogênese. Nos adultos, são caracterizadas principal- mente por formação de novas sinaps- es e por plasticidade de axônios no sistema nervoso periférico. Em aspec- tos gerais, possuemforte intensidade de neuroplasticidade em crianças em desenvolvimento e intensidade mais fraca em adultos. 2) Funcional: refere-se às alterações na fisiologia neuronal (principalmente durante a fase ontogenética) e sináp- tica (em adultos). Tanto em crianças como em adultos apresentam forte intensidade de plasticidade. 3) Comportamental: esse aspecto ocorre tanto em crianças como em adultos e possui intensidade forte na neuroplasticidade. Está relacio- nado a alterações ocorridas através da aprendizagem e da memória e de certo modo é o aspecto que depende mais da vontade e empenho dos in- divíduos para ocorrer, visto que, ao longo de quase toda a vida, podemos Unidade 5 • Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade)113/196 nos expor à situações que gerem plas- ticidade neuronal comportamental. Um fenômeno curioso da neuroplasticidade é a síndrome do membro fantasma, que consiste em indivíduos que continuam ten- do sensações (incluindo dor) em membros do corpo mesmo após a amputação destes. Esse fenômeno é amplamente documenta- do e hoje se sabe que se deve à neuroplasti- cidade funcional. Os membros do corpo possuem áreas no córtex cerebral responsáveis por receber suas informações e, quanto mais utilizada a região do corpo, maior é sua representação no cérebro. Assim, as mãos, que são muito utilizadas para diversas tarefas, por exem- plo, apresentam grande área de represen- tação no córtex cerebral. Após o membro ser amputado, a região do córtex anterior- mente responsável por essa região fica ina- tiva, pois não lhe chegam mais informações provenientes do membro agora inexistente. No entanto, no cérebro o tecido continua vivo e regiões vizinhas responsáveis por re- ceber informações de outras partes do corpo que não a amputada passam a se apropriar dessa região. A área de representação do membro fantasma pode ser, assim, ativada por regiões corporais vizinhas. 4 INATO VS. APRENDIDO Como rapidamente visto anteriormente nesta aula, há uma dicotomia importante entre comportamentos inatos e aprendidos. Para alguns exemplos óbvios, parece ser fá- cil e seguro dizer que algo é inato (como o Unidade 5 • Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade)114/196 exemplo já usado da corrida das tartarugas recém-nascidas para o mar) ou que outros compor- tamentos são aprendidos, como a habilidade de escrita (embora sejam necessárias característi- cas inatas aos seres humanos para a aquisição dessa aprendizagem, ainda podemos dizer que se trata de algo aprendido, adquirido). Para a maioria dos casos, no entanto, definir um comportamento como inato ou aprendido trará pos- sibilidades de erros e equívocos, visto que a maioria dos comportamentos são complexos e oriundos da combinação de características inatas e aprendidas (OTTA; RIBEIRO; BUSSAB, 2003). Para saber mais Estudos com gêmeos idênticos (monozigóticos) e de gêmeos fraternos (dizigóticos), bem como de crianças adota- das, são de grande interesse para a ciência. No caso de gêmeos idênticos criados de modo separado, são de grande ajuda para compreender componentes inatos e aprendidos dos comportamentos, visto que se trata de pessoas geneticamente iguais com contextos sociais e de aprendizado diferentes. Um estudo importante conhecido como “o estudo de Minessota de gêmeos idênticos criados em separado”, realizado por Bouchard, demonstra que há uma alta correlação de escolha profissional e de QI em gêmeos monozigóticos criados em separado em relação à gêmeos não idênticos criados em separado, revelando que a genética possui um fator importante para a determi- nação da personalidade e das capacidades intelectuais. O próprio Bouchard, no entanto, salienta que o ambiente e o aprendizado não devem ser menosprezados Unidade 5 • Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade)115/196 5 APRENDIZAGEM E NEURO- PLASTICIDADE O sistema nervoso central e seus neurônios são formados através de componentes ina- tos, genéticos e permitem a formação de organismos bastante complexos – nós, se- res humanos – com aparatos suficientes e capazes de aprender. Mas qual a relação, afinal, da aprendizagem com a neuroplasticidade? A aprendizagem consiste em mudanças de comportamentos que são possíveis através de experiências com o meio externo. É o resultado da rela- ção entre nossas capacidades físicas neu- rológicas e o meio em que vivemos. Relembre-se que a neuroplasticidade é a propriedade do sistema nervoso de se mo- dificar (função ou estrutura) para se ade- quar às demandas do meio ambiente, se adaptar. Temos, assim, que a neuroplastici- dade é uma das bases para o aprendizado. É a neuroplasticidade que permite que es- tabeleçamos novas relações entre os acon- tecimentos e criemos memórias, ou seja, aprendamos. Unidade 5 • Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade)116/196 Glossário Inato: refere-se ao que faz parte do indivíduo desde o seu nascimento, natural do indivíduo, ine- rente. Ontogenético: termo utilizado para se referir ao desenvolvimento e evolução de um indivíduo em específico, de acordo com sua espécie. Por exemplo: crianças costumam começar a andar por volta de 1 ano de idade, mas cada criança tem o seu próprio “momento” ontogenético de andar, podendo ser um pouco antes ou um pouco depois. Neurogênese: processo de geração de neurônios através de células-tronco. No início da vida, dá-se de modo mais amplo, mas estudos recentes indicam que esse processo continua ao longo da vida em algumas regiões específicas. Questão reflexão ? para 117/196 Como você viu, a aprendizagem necessita tanto de componentes internos, inatos e biológicos como situa- cionais, relacionados a contextos sociais e do meio ex- terno. Reflita sobre possíveis ações e limitações para promover melhores condições de aprendizado no Brasil, levando-se em conta que a neuroplasticidade é uma de suas bases. 118/196 Considerações Finais • A capacidade de adaptação do ser humano foi essencial para possibilitar a ocupação e sobrevivência nos mais diversos locais da terra, bem como para a aprendizagem; • a neuroplasticidade consiste na habilidade do sistema nervoso de sofrer al- terações para se adequar as necessidades geradas pelo meio ambiente; • a neuroplasticidade está presente em crianças e em adultos, mas em crian- ças é mais abrangente; • há diferentes tipos de neuroplasticidade, entre eles: morfológico, funcional e comportamental; • existem comportamentos inatos e aprendidos, mas a maioria dos compor- tamentos humanos são complexos e consistem na combinação de elemen- tos tanto inatos quanto aprendidos; • neuroplasticidade é uma das bases para a aprendizagem. Unidade 5 • Bases neurológicas da aprendizagem (neuroplasticidade)119/196 Referências LENT, R. Neurociência da mente e do comportamento. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. LENT, R. Cem bilhões de neurônios? Conceitos fundamentais de neurociência. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2010. OTTA, E.; RIBEIRO, F. L.; BUSSAB, V. S. R. Inato VS. Adquirido: a persistência da dicotomia. Revista de Ciências Humanas, EdUFSC, n. 34, p. 283-311, 2003. Disponível em: <https://periodicos.ufsc. br/index.php/revistacfh/article/view/25381/22302> Acesso em: 15 nov. 2016. SILVA, A. B. Dor é a sensação mais bem documentada. Folha de S.Paulo Ciência, São Paulo, 26 nov. 2000. Disponível em: <http://www1.folha.uol.com.br/fsp/ciencia/fe2611200004.htm> Aces- so em: 2 nov. 2016. SWAMINATHAN, N. Cientistas testemunham a neurogênese. Scientific American Brasil. Dis- ponível em: <http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/cientistas_testemunham_a_neurogenese. html> Acesso em: 10 nov. 2016. https://periodicos.ufsc.br/index.php/revistacfh/article/view/25381/22302 https://periodicos.ufsc.br/index.php/revistacfh/article/view/25381/22302 http://www1.folha.uol.com.br/fsp/ciencia/fe2611200004.htm http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/cientistas_testemunham_a_neurogenese.html http://www2.uol.com.br/sciam/noticias/cientistas_testemunham_a_neurogenese.html120/196 1. O que é neuroplasticidade? a) A ciência que estuda o cérebro. b) A ciência que estuda o encéfalo. c) Estudo do plástico e seus componentes. d) A ciência que estuda os nervos. e) Habilidade do sistema nervoso de sofrer alterações de suas funções ou estruturas para se adequar às necessidades geradas pelo meio ambiente. Questão 1 121/196 2. Sobre os conceitos de inato e adquirido, podemos afirmar: Questão 2 a) Inato é tudo aquilo que é desenvolvido por meio da aprendizagem. b) Adquirido refere-se aos conhecimentos aprendidos por meio de experiências ao longo da vida. c) Humanos não apresentam comportamentos inatos, apenas adquiridos. d) O ato de as tartarugas correrem para o mar ao nascerem é um exemplo de comportamento adquirido, desenvolvido por observação do comportamento dos pais. e) Animais não humanos não apresentam comportamentos adquiridos, apenas inatos. 122/196 3. Sobre tipos e características da neuroplasticidade, é correto afirmar que: Questão 3 a) existem tipos diferentes de neuroplaticidade, incluindo morfológico, funcional e comporta- mental; b) existe apenas um tipo de neuroplasticidade, a neuroplasticidade morfológica; c) a neuroplasticidade comportamental refere-se às alterações na fisiologia neuronal (princi- palmente durante a fase ontogenética) e sináptica (em adultos); d) a neuroplasticidade morfológica está relacionada a alterações ocorridas através da apren- dizagem; e) o fenômeno do membro fantasma já foi desmistificado pela ciência. 123/196 4. Período crítico na neuroplasticidade é: Questão 4 a) o momento em que as células estão sobrecarregadas; b) igual para todas as regiões cerebrais; c) o momento em que as células morrem; d) um período dentro do qual determinada habilidade/capacidade pode ser adquirida e/ou de- senvolvida; e) inexistente para a linguagem em humanos. 124/196 5. Sobre gêmeos, sabemos que: Questão 5 a) são uma aberração da natureza, uma anomalia; b) é um fenômeno muito raro em humanos; c) são de interesse especial para a ciência; d) os fraternos são monozigóticos; e) apenas os idênticos são de interesse para a ciência. 125/196 Gabarito 1. Resposta: E. Neuroplasticidade é a habilidade do sis- tema nervoso de sofrer alterações de suas funções ou estruturas para se adequar às necessidades geradas pelo meio ambiente. 2. Resposta: B. Sobre os conceitos de inato e aprendido (ad- quirido), é correto afirmar que adquirido re- fere-se aos conhecimentos aprendidos por meio de experiências ao longo da vida. 3. Resposta: A. Vimos que as neurociências podem ser agrupadas em cinco níveis ou grandes dis- ciplinas: a neurociência molecular, a neuro- ciência celular, a neurociência sistêmica, a neurociência comportamental e, por fim, a neurociência cognitiva. 4. Resposta: D. Período crítico é o período dentro do qual determinada habilidade/capacidade pode ser adquirida e/ou desenvolvida. O período crítico varia entre regiões cerebrais (para a linguagem em humanos vai até a adoles- cência). 5. Resposta: C. Estudos com gêmeos idênticos e fraternos são de grande interesse para a ciência. No caso de gêmeos idênticos criados de modo separado, são de grande ajuda para com- 126/196 Gabarito preender componentes inatos e aprendidos do comportamento. 127/196 Unidade 6 Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado Objetivos 1. Apresentar características do desen- volvimento neurológico. 2. Diferenciar dificuldades escolares de transtornos de aprendizagem. 3. Classificar os transtornos de aprendi- zagem através dos subtipos funcio- nais. Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado128/196 Introdução “É de pequenino que se torce o pepino.” Essa expressão popular antiga reflete o sen- so comum de a infância ser muito impor- tante para a formação do indivíduo adulto, mostrando uma ideia de causa e conse- quência entre o aprendizado nos primeiros anos de vida e o comportamento da vida adulta. Tal percepção dos “antigos” é bas- tante correta. Embora essa relação seja um tanto óbvia, o desenvolvimento da criança e de suas capacidades intelectuais e compor- tamentais é um assunto um tanto complexo e multifatorial, devendo-se à interação de eventos biológicos, psicológicos e sociais. Em relação ao sistema nervoso propriamente dito, também são diversos os fatores que con- tribuem para um desenvolvimento saudável. O período inicial do seu desenvolvimento – que vai desde a concepção, passando pela gestação e saúde da mãe durante a gravidez, até aproximadamente os 8 anos de idade – es- tabelece a base das funções cerebrais e cog- nitivas mais complexas. O comprometimen- to do desenvolvimento neurobiológico inicial poderá trazer interferências negativas para a estrutura biológica e suas funções, modifican- do, inclusive, os constituintes neuroquími- cos do cérebro. Assim, eventos adversos em qualquer estágio do desenvolvimento embri- onário, fetal e neonatal do sistema nervoso da criança podem trazer graves consequências para o comportamento e o aprendizado deste indivíduo por toda a sua vida. Nesta aula, você estudará sobre as disfunções neurológicas e suas associações com a aprendizagem. Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado129/196 1 DESENVOLVIMENTO NEURO- LÓGICO Como já foi dito, a infância é de extrema im- portância no desenvolvimento neurológico. A estimulação dos sentidos é fundamen- tal para o desenvolvimento dos indivíduos nos primeiros anos de vida e, quando ela não ocorre, pode acarretar em prejuízos de aprendizagem. Tanto estímulos sensoriais externos como internos ao cérebro podem provocar a produção aumentada (o estres- se é uma das causas) de corticosteroides, hormônios produzidos pelas glândulas su- prarrenais que podem comprometer o siste- ma nervoso, afetando sistemas e órgãos, inclusive o cérebro. Quando isso ocorre, há o comprometimento de circuitos neurais, Para saber mais Os seres humanos ao nascer possuem o sistema nervoso imaturo, ou seja, são totalmente depen- dentes da mãe. Isso não é comum para a maioria das espécies animais. Camundongos, por exem- plo, são capazes de andar logo após o nascimento e buscar pela mãe para mamar enquanto bebês humanos executam poucos movimentos e são incapazes de realizar atos pela sua sobrevivência (apenas chorar). Curiosamente, apesar de poucas capacidades motoras, os humanos já nascem com capacidades intelectuais para aprender algumas características de linguagem e reconhecimento de dimensões sensoriais. Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado130/196 incluindo o hipocampo; estrutura impor- tante para a memória e o sistema límbico; estruturas relacionadas à emoções como medo, o que pode influenciar no comporta- mento e nas funções cognitivas relaciona- das à memória e novamente ao aprendiza- do. Ainda, o hipocampo, que está envolvido nesse processo, conecta-se e “troca infor- mações” com o córtex pré-frontal, que, por sua vez, está associado a funções cognitivas superiores (CIASCA, S., 2015). 2 DIFICULDADES ESCOLARES VS. TRANSTORNOS DE APRENDIZA- GEM Então, resumidamente, temos vários me- canismos e componentes biológicos que devem se desenvolver adequadamente na Para saber mais O córtex pré-frontal está associado com pro- cessos cognitivos complexos, envolvendo, entre outras atribuições, o planejamento de ações e a sequência apropriada dessas para atingir um de- terminado objetivo, análise de riscos e tomada de decisões. Está ainda interligado com outras di- versas regiões do cérebro, recebendo e enviando informações sensoriais, cognitivas e emocionais. Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado131/196 primeira infância para que a aprendizagem da criança possa se dar de modo adequa- do. Por outro lado, caso isso não ocorra, di- ficuldades de aprendizado podem ocorrer. Mas, quando falamosem dificuldades de aprendizado, estamos falando exatamente do quê? É importante salientar que dificuldades es- colares ou de aprendizado podem signifi- car muitas coisas e, igualmente, podem ter várias causas. Apesar de o componente bi- ológico ser fundamental e necessário para o aprendizado, não podemos esquecer que seres humanos são seres biopsicossociais, ou seja, somos o resultado da interação de aspectos biológicos, com componentes psi- cológicos e sociais. Portanto, fatores rela- cionados à vida pessoal da criança, como questões familiares, afetivas e financeiras, podem ocasionar dificuldades escolares, que são diferentes de transtornos de apren- dizagem. Transtornos de aprendizagem consistem em déficits e dificuldades intrínsecas do indivíduo causadas, aí sim por disfunções do sistema nervoso central. Essas dificuldades são per- sistentes durante toda a vida e podem ser de diferentes naturezas, incluindo dificuldades de compreensão oral, leitura, escrita, raciocí- nio matemático, entre outras. Enquanto dados apontam para cerca de 40% das crianças brasileiras com dificuldades es- colares no início da alfabetização, apenas cer- ca de 3 a 5% da população brasileira apresenta transtornos de aprendizagem. Ao se deparar com uma criança com dificuldades escolares Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado132/196 e de aprendizado, os profissionais devem fazer a correta avaliação da situação, estabelecen- do através de critérios (que serão discutidos adiante), para cada caso em questão, quais as possíveis causas. Identificar as causas é im- portante para buscar meios de solucionar ou minimizar as dificuldades, sejam elas causadas por um transtorno de aprendizagem propria- mente dito ou por questões não relacionadas a disfunções do Sistema Nervoso Central. Na presente aula, daremos atenção especial para os transtornos de aprendizagem. 3 COMO É FEITA A CLASSIFICA- ÇÃO DOS TRANSTORNOS DE APRENDIZAGEM? Quando falamos de doenças ou transtor- nos, é importante que diversos profission- ais usem os mesmos critérios para diagnos- ticar alguém. Desse modo, independente do profissional escolhido, saber que alguém tem transtorno X deve significar que este in- divíduo tem algumas características impor- tantes semelhantes à outra pessoa com o mesmo diagnóstico. Tentando resolver esse problema, foram criados manuais como o DSM – Manual Diagnóstico e Estatístico de Transtornos Mentais, que é um manual americano, mas traduzido e utilizado por profissionais de diversas partes do mun- do, e o CID – Classificação Internacional de Doenças, esse último publicado pela Orga- nização Mundial de Saúde (CIASCA, 2015). Os manuais buscam padronizar a classifi- cação de doenças, sinais e sintomas, mas é Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado133/196 importante ter em mente que os diagnósti- cos devem ser utilizados para auxiliar no tratamento ou na diminuição dos prejuízos e sofrimentos que a doença ou transtorno podem trazer ao indivíduo e a todos a sua volta, mas não devem ser utilizados para definir alguém. Afinal, somos muito mais complexos do que poderia ser definido por um manual, não é mesmo? Cada pessoa é única e apresenta muitas particularidades que jamais poderiam ser catalogadas em sua totalidade. Levando em conta a ressalva de que uma pessoa jamais será igual a outra, mesmo que ambas apresentem as características necessárias para serem classificadas com o mesmo diagnóstico, os manuais são bas- tante importantes também por possibilitar que cientistas e pesquisadores busquem formas de tratamento para situações de- terminadas, trazendo benefícios para toda uma população. De acordo com o DSM, os transtornos de aprendizagem são classificados através de critérios específicos do desenvolvimento e o diagnóstico é feito através de testes que simulam situações de leitura, problemas matemáticos, orientação espacial, entre outros. Podem ser utilizadas também es- calas de inteligência, com o papel de sim- ular situações-problema similares aos reais e observar se a solução oferecida pela cri- ança está de acordo com o esperado. Ess- es testes são padronizados, ou seja, foram aplicados em muitas crianças saudáveis di- vididas por idade e escolaridade. Assim, é Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado134/196 determinado o desempenho esperado que um indivíduo em idade e escolaridade sim- ilar deveria obter. Um transtorno de apren- dizagem será caracterizado por desempen- ho abaixo dessa média quando, além desse desempenho inferior nos testes, também houver correlação anatomofuncional, que é determinado por exames neurológicos e pela observação comportamental através do uso de escalas de desenvolvimento. Es- sas escalas identificam quando determina- das habilidades surgiram e desapareceram ao longo do desenvolvimento neurológico da criança analisada. São várias as escalas utilizadas e igualmente existem muitos tes- tes para avaliar as capacidades cognitivas. No que tange ao exame neurológico tradi- cional, são diversas etapas que consistem em: inspeção de fácies e atitude, medidas de crânio e avaliação de coluna, equilíbrio (estático e dinâmico), amplitude dos mov- imentos e força muscular, tônus muscular, trofismos, coordenação, reflexos, sensibili- dade, nervos cranianos, linguagem, sistema nervoso autônomo (respiração, deglutição e controle de esfíncteres) e estado mental (orientação em tempo e espaço). Existem ainda outros exames mais sensíveis a sinais menores indicativos de problemas neu- rológicos. Na avaliação de crianças com dificuldades de aprendizagem, é fundamental incluir a avaliação da atitude da criança (como se veste, cuidados de higiene e reação ao tes- te), bem como os aspectos cognitivos bási- cos, a afetividade e o humor. Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado135/196 4 CLASSIFICAÇÃO DOS TRANS- TORNOS DE APRENDIZAGEM Até chegar à classificação atual, a classi- ficação dos transtornos de aprendizagem passou por diversas mudanças. Hoje, ela se dá por subtipos funcionais ligados a fatores do desenvolvimento (CIASCA, 2015): a) Transtornos de aprendizagem verbais: grupo heterogêneo relacionado a di- ficuldades da linguagem oral, escrita, velocidade de leitura, desempenho perceptivo, soletração e processa- mento visual, motor e auditivo. Estu- dos relacionam esses comprometi- mentos com o hemisfério esquerdo do cérebro e são os transtornos de aprendizagem mais comuns. Entre eles, estão: dislexia, disgrafia, disorto- grafia e discalculia. b) Transtornos de aprendizagem não verbais: são distúrbios de coordena- ção psicomotora, organização espa- cial, cálculos matemáticos. Estão pro- vavelmente relacionados ao hemisfé- rio direito do cérebro. Os transtornos de aprendizagem mais co- muns são a dislexia, a disgrafia e a discalcu- lia (MUSTARD, 2016; CIASCA, 2015): • Dislexia: falha no processamento de leitura e da escrita, com dificuldade de traduzir sons em símbolos gráficos, bem como dificuldade de compreender material escrito. A dislexia afeta de 5 a 15% da população com TA, possuin- Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado136/196 do, assim, a maior incidência dentre os transtornos específicos. Pode ser sub- classificado como visual (com compro- metimento do lobo occipital), fonológi- ca (quando é o lobo temporal que está comprometido) e mista (comprometi- mento de diversos lobos). • Discalculia: dificuldades com concei- tos e símbolos matemáticos, incluindo reconhecimento numérico, e envolve capacidades de percepção, abstração e memória. Atinge de 3 a 6% da popula- ção com transtornos de aprendizagem. • Disgrafia: nesse transtorno, o problema está na aquisição da escrita, podendo ir da incapacidade à diminuição desta habilidade. As dificuldades podem es- tar relacionadas a diferentes aspectos, comoconstrução de frases e caligrafia. Três a 10% da população com transtor- no de aprendizagem possuem diagósti- co de disgrafia. Para saber mais Embora a dislexia seja caracterizada pela dificul- dade na leitura e na escrita, alguns escritores fa- mosos tiveram dislexia. Acredita-se que Agatha Christe, uma das autoras com mais livros vendi- dos até hoje, possuía o transtorno. Sobre o assun- to, ela teria dito: “Eu, por mim mesma, sempre me reconheci ... como a ‘mais lenta’ da família. Isto era inteiramente uma verdade e eu sabia disto e aceitava isto”. Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado137/196 Glossário Constituintes neuroquímicos: substâncias químicas presentes no cérebro, entre as quais po- dem ser hormônios e neurotransmissores, como a adrenalina e a sertralina. Trofismos: investigação de distúrbios da pele e da musculatura, verificando a ocorrência de de- formidades e más formações. Transtornos: seguindo a definição presente no DSM e nos referindo a transtornos mentais, trans- torno pode ser caracterizado pela perturbação clínica na regulação emocional, com prejuízos cognitivos ou comportamentais, causando disfunções nos processos psicológicos, biológicos ou no funcionamento mental. Questão reflexão ? para 138/196 Na sociedade atual, estamos habituados a termos so- luções rápidas para tudo e as dificuldades e frustrações são evitadas a todos os custos. Tristezas são erronea- mente caracterizadas como depressão, assim como crianças ativas e “brincalhonas” podem ser diagnostica- das como tendo transtorno de atenção e hiperatividade. Em que ponto isso pode refletir na supermedicalização e uso de critérios irreais para diagnosticar crianças com dificuldades escolares? Será que isso tem ocorrido tam- bém para os transtornos de aprendizagem? 139/196 Considerações Finais • O desenvolvimento neurológico é fundamental para o desenvolvimento cognitivo da criança; • comprometimentos no desenvolvimento neurológico podem trazer preju- ízos para toda a vida; • dificuldades escolares podem ter multicausas; • transtornos de aprendizagem têm ao menos uma causa biológica; • transtornos de aprendizagem podem ser subdivididos em verbais e não ver- bais. Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado140/196 Referências BEAR, M. F.; CONNORS, B. W.; PARADISO, M. A. Neurociências: desvendando o sistema nervoso. Porto Alegre: Artmed, 2002. CIASCA, S. et al. Trantornos de Aprendizagem – Neurociência e Interdisciplinaridade. Ribeirão Preto: Booktoy, 2015. KANDEL, E. R.; SCHWARTZ, J. H.; JESSELL, T. M. Fundamentos da Neurociência e do Comporta- mento. Rio de Janeiro: Editora Prentice-Hall do Brasil, 1995. LENT, Roberto. Cem bilhões de neurônios? Conceitos fundamentais de neurociência. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2010. MUSTARD, J. F. Desenvolvimento Cerebral Inicial e Desenvolvimento Humano. Disponível em: <http://www.enciclopedia-crianca.com/sites/default/files/textes-experts/pt-pt/2532/desen- volvimento-cerebral-inicial-e-desenvolvimento-humano.pdf> Acesso em: 20 nov. 2016. SILVA, S. S. L. Conhecendo a dislexia e a importância da equipe interdisciplinar no processo de diagnóstico. Rev. psicopedag., São Paulo, v. 26, n. 81, p. 470-475, 2009. Disponível em: <http:// pepsic.bvsalud.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-84862009000300014&lng=pt&n- rm=iso>. Acesso em: 19 dez. 2016. http://www.enciclopedia-crianca.com/sites/default/files/textes-experts/pt-pt/2532/desenvolvimento-cerebral-inicial-e-desenvolvimento-humano.pdf http://www.enciclopedia-crianca.com/sites/default/files/textes-experts/pt-pt/2532/desenvolvimento-cerebral-inicial-e-desenvolvimento-humano.pdf http://pepsic.bvsalud.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-84862009000300014&lng=pt&nrm=iso http://pepsic.bvsalud.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-84862009000300014&lng=pt&nrm=iso http://pepsic.bvsalud.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-84862009000300014&lng=pt&nrm=iso Unidade 6 • Introdução às disfunções neurológicas associadas ao aprendizado141/196 ZORZI, J. L., CIASCA, S. M. Caracterização dos erros ortográficos em crianças com transtorno de aprendizagem. Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/rcefac/v10n3/v10n3a07>. Acesso em: 18 nov. 2016. http://www.scielo.br/pdf/rcefac/v10n3/v10n3a07 142/196 1. Sobre o desenvolvimento neurológico nos humanos, é correto afirmar: Questão 1 a) Os seres humanos, em comparação com os outros mamíferos, nascem preparados para bus- car a sobrevivência. b) O período gestacional não possui importância para o desenvolvimento neurológico da crian- ça, visto que apenas após o nascimento essa será estimulada. c) O desenvolvimento neurológico inicia-se ainda durante a gestação e continua durante os primeiros anos da infância. d) Desenvolvimento neurológico não está associado a transtornos de aprendizagem. e) O desenvolvimento neurológico humano termina com o nascimento. 143/196 2. É um exemplo de transtorno de aprendizagem: Questão 2 a) Discalculia b) Afasia c) Prosopagnosia d) Heminegligência e) Paralisia 144/196 3. Sobre os manuais diagnósticos, é correto afirmar: Questão 3 a) Servem para definir os indivíduos. b) Duas pessoas com o mesmo diagnóstico são exatamente iguais. c) Entre os manuais diagnósticos existentes, está o CIT – Classificação Internacional de Trans- tornos. d) Entre os principais manuais diagnósticos existentes, está o DSM – Manual Diagnóstico e Es- tatístico de Transtornos Mentais. e) O hemisfério direito é “responsável” pelo que ocorre no lado direito do corpo. E o hemisfério esquerdo é “responsável” pelo lado esquerdo. 145/196 4. Sobre a avaliação de transtornos de aprendizagem: Questão 4 a) É necessário fazer avaliações por meio de testes que envolvam habilidades matemáticas e de leitura e exames neurológicos, para comprovar disfunção do sistema nervoso. b) É caracterizado apenas por dificuldades na escola. c) Cerca de 40% das crianças no Brasil são diagnosticadas com transtorno de aprendizagem. d) São passageiras, deixando de existir na fase adulta. e) Não está relacionada a dificuldades na escola. 146/196 5. A disgrafia: Questão 5 a) é caracterizada pela falha no processamento da leitura; b) é a dificuldade relacionada a conceitos e símbolos matemáticos; c) afeta de 3 a 6% da população mundial; d) é o transtorno de aprendizagem mais incidente; e) consiste na falha da aquisição da escrita. 147/196 Gabarito 1. Resposta: C. O desenvolvimento neurológico dos seres humanos inicia-se na concepção e continua até aproximadamente os 8 anos de idade. 2. Resposta: A. Discalculia é um exemplo de transtorno de aprendizagem. 3. Resposta: D. DSM é um dos principais manuais diagnós- ticos para transtornos mentais e sua sigla significa: “Manual Diagnóstico e Estatístico de Transtornos Mentais”. 4. Resposta: A. Embora crianças com transtorno de apren- dizagem geralmente apresentem dificulda- des escolares, para fazer o diagnóstico de transtorno de personalidade é necessário fazer avaliações por meio de testes que en- volvam habilidades matemáticas e de leitu- ra e exames neurológicos, para comprovar disfunção do sistema nervoso. 5. Resposta: E. A disgrafia é a falha na aquisição da escri- ta e pode estar relacionada com dificulda- des de formação de frases e caligrafia, entre outros. Afeta de 3 a 10% da população com transtornos de aprendizagem. 148/196 Unidade 7 Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desen- volvimento, fatores pré, peri e pós-natais) Objetivos 1. Apresentar o desenvolvimento neuro- lógico e suas funções. 2. Apresentar os fatores genéticos de- sencadeadores de distúrbios neuroló- gicos (fatores genéticos, epigenéticos, pré-natais, perinatais e pós-natais). 3. Introdução das condições associadas ao risco neurológico (síndromes gené- ticas, TDAH e deficiência intelectual). Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunçõesneurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 149/196 Introdução São diversas as áreas que buscam com- preender o neurodesenvolvimento e suas relações com a aprendizagem, entre elas a neuropsicologia, a genética e a neuroim- agem. Para que a aprendizagem ocorra, é necessário que haja formação de funções que possibilitem a consolidação do conhec- imento. Isso ocorre através da interação en- tre aspectos genéticos e ambientais e, para se dar de modo correto, é preciso que esses fatores estejam em condições favoráveis, com o adequado desenvolvimento do siste- ma nervoso central e a adequada estimu- lação ambiental. A identificação precoce de dificuldades de aprendizagem, baixo rendimento escolar e de transtornos de aprendizagem é muito importante, pois possibilita que uma série de medidas preventivas sejam tomadas. A observação de que crianças com dificul- dades escolares já apresentavam em idades anteriores à fase escolar comportamentos anormais e comprometimentos cognitivos, motores e de linguagem salientam a im- portância dessas observações como modo preventivo de danos maiores na aprendiza- gem. Entre os diversos sinais e sintomas, desta- cam-se os elementos de ordem neurobi- ológica que devem servir como alerta para tal investigação. Entre eles, estão o históri- co familiar, ou seja, investigar se parentes “de sangue” próximos, como pais e irmão, já foram diagnosticados com transtornos de aprendizagem, doenças psiquiátricas e de dificuldade de aprendizado. Isso porque Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 150/196 essas doenças e características possuem componentes biológicos genéticos, que po- dem ser passados de pais para filhos. Outros elementos a serem investigados in- cluem patologias que possam ter ocorrido durante a gravidez (hipertensão arterial, uso de drogas incluindo o álcool, ameaças de aborto), bem como o parto propriamente dito, inquirindo aos pais, quando possível, se a criança em questão nasceu de parto normal ou cesariana, se nasceu a termo, se estava com o peso abaixo do esperado etc. A avaliação de patologias deve incluir ainda a investigação de dimorfismos, alterações de pele, de membros e cabeça. Hipotonia, atrasos motores, dificuldades de aquisição de linguagem, ocorrência de crises febris, infecções, epilepsias, tiques, tremores e problemas de equilíbrio são alguns outros eventos que devem ser observados ao longo do desenvolvimento infantil. No presente texto, você estudará de forma introdutória a fascinante fisiopatologia das disfunções neurológicas durante o desenvolvimento, em especial as que estão associadas às di- ficuldades de aprendizagem (RODRIGUES et al., 2014). Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 151/196 1 O DESENVOLVIMENTO NEU- ROLÓGICO E SUAS FUNÇÕES São muitos os elementos envolvidos no neu- rodesenvolvimento, incluindo fenômenos genéticos e ambientais que influenciam na formação de neurônios e do sistema ner- voso em geral. Para compreender o estado patológico, isto é, quando “algo dá errado” é fundamental primeiramente saber como é o funcionamento adequado das estruturas em questão. Assim, para compreender as consequências das “falhas” do sistema ner- voso relacionadas ao aprendizado é preciso primeiramente conhecer as etapas normais do desenvolvimento neurológico humano. A genética contribui para a formação do cérebro, pré-requisito para os construc- tos neuropsicológicos, que envolvem as di- versas habilidades cognitivas e regulação emocional e, por sua vez, podem ser avalia- dos por diagnósticos clínico-pedagógicos que avaliam, entre outras coisas, a aprendi- zagem. Para saber mais Estudos multicêntricos internacionais têm obti- do informações e agrupado dados genéticos que incluem conteúdos sobre mutações, alelos predi- tores de doenças, influência de fatores ambien- tais para a expressão desses genes, entre outros aspectos genéticos. Esses bancos de dados ge- néticos são chamados de GWAS (Genomic-Wide Association Study”). Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 152/196 2 FATORES GENÉTICOS DESEN- CADEADORES DE DISTÚRBIOS NEUROLÓGICOS Os fatores desencadeadores de distúrbios neurológicos são cinco, sendo (RODRIGUES et al,, 2014): 1) Fatores genéticos: entre os ditos mais populares, está o “filho de peixe, pei- xinho é”. São as características gené- ticas que estão atrás dessa expressão e que fazem com que sejamos pare- cidos com nossos pais, mas não ape- nas características físicas. Aspectos cognitivos e afetivos também pos- suem componentes biológicos. São várias reações bioquímicas que são governadas por nosso DNA, herdado dos pais. Condições como distúrbios psiquiátricos, deficiência intelectual, autismo e transtornos de aprendiza- gem sofrem influências genéticas e investigar a ocorrência destas entre familiares próximos é um importante passo para fazer o diagnóstico. 2) Fatores epigenéticos: consistem em mecanismos de regulação do DNA. Costumam ser mais estáveis do que os componentes genéticos. Essas al- terações podem ocorrer em doenças autoimunes, síndromes e distúrbios psiquiátricos, como o autismo. Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 153/196 3) Fatores pré-natais: durante a gravi- dez são muitos os fatores q ue po- dem influenciar na ocorrência de di- Para saber mais O autismo é um distúrbio com diferentes níveis de comprometimento e, por isso, recebe a denomi- nação de “espectro”, variando desde formas mais brandas as mais severas. Em geral, pessoas com espectro autista apresentam dificuldades de in- teração social com outros humanos, dificuldades na comunicação devido à ecolalia (fala repetida) ou ausência de fala e aspectos comportamentais, com ações e movimentos estereotipados e repeti- tivos, além de intolerância a mudanças na rotina. Embora se saiba da importância do componente genético, a forma como isto se dá ainda é incerta. versos transtornos e déficits, inclu- sive de aprendizagem. Esse período é fundamental para a formação do sistema nervoso e o uso de drogas (lí- citas, como cigarro e tabaco ou ilíci- tas, como crack, maconha e cocaína) pode levar a alterações biológicas e/ ou comportamentais ou mesmo in- viabilizar o feto. 4) Fatores perinatais: o parto é um mo- mento delicado tanto para a mãe quanto para a criança que nasce. Em- bora os bebês humanos a termo não nasçam com o desenvolvimento neu- rológico e motor finalizado, a prema- turidade pode trazer sérios riscos ao bebê, pois seu desenvolvimento deve ser suficiente para enfrentar as intem- Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 154/196 péries do mundo fora do útero, como a respiração, a capacidade de sucção para mamar, circulação, etc. Entre os fatores a serem analisados além da prematuridade, estão o peso do bebê ao nascer, a ocorrência de crises epilé- ticas, anóxia perinatal, hipoglicemia e abstinência de drogas (bebês filhos de mães usuárias de drogas podem ter diversos problemas de formação e de neurodesenvolvimento, incluindo a inviabilidade do feto e a prematuri- dade). Para saber mais Entre as diversas drogas existentes, o álcool é uma droga legal que, quando usado durante a gravidez pela mãe, pode levar ao espectro de desordens fe- tais alcoólicas, causando alterações físicas, men- tais, comportamentais e de aprendizado no feto. O cigarro, outra droga lícita, pode aumentar em até 40% osriscos de problemas de desenvolvi- mento da criança. Assim, os efeitos deletérios das drogas lícitas são bastante consideráveis e não podem ser menosprezados (MESQUITA, 2016). Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 155/196 5) Fatores pós-natais: os primeiros anos da infância são fundamentais para o desenvolvimento perfeito do cérebro e de suas capacidades. Infecções, in- flamações e diversas doenças podem comprometer o neurodesenvolvimen- to e, por conseguinte, a aprendiza- gem. Mas não são apenas componen- tes biológicos que estão relacionados à fase pós-natal. Como já foi dito an- teriormente, os bebês humanos são frágeis e muito dependentes de adul- tos e, neste período inicial da vida em que a criança é mais vulnerável, aci- dentes podem acarretar em sequelas neurológicas que também podem trazer prejuízo para as funções cogni- tivas e o aprendizado. Após o nascimento, todo o desenvolvimento da criança deve ser acompanhado de perto pelos cuidadores e por profissionais compe- tentes. O desenvolvimento neuropsicomo- tor é de especial interesse no que tange à aprendizagem. Atrasos no desenvolvimen- to neurológico são comumente associados a doenças pediátricas, psiquiátricas e difi- culdades de aprendizagem acadêmica. Es- sas afecções podem ser causadas tanto por doença neurológica como ser desencadead- as por maus tratos e/ou por condições insu- ficientes de atendimento às demandas e ne- cessidades da criança, incluindo condições físicas e psicológicas (RODRIGUES et al., 2014). Mas como avaliar o desenvolvimento psico- motor? Algumas escalas ajudam os profis- Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 156/196 sionais da saúde a verificarem se o desen- volvimento neuropsicomotor da criança em questão está dentro do esperado para sua faixa etária. Avaliação clínica de linguagem, observação de relacionamentos sociais da criança e aspectos motores e comporta- mentais dela estão incluídos na lista de fa- tores a serem considerados. Devido a algu- mas características similares, como o mau desempenho escolar, transtornos de apren- dizagem são comumente confundidos com transtorno de déficit de atenção e hipera- tividade (TDAH), transtornos do espectro autista, distúrbio específico de linguagem, deficiência intelectual, entre outros. O di- agnóstico diferencial entre transtorno de aprendizagem e outras comorbidades é im- portante para que sejam tomadas medidas que permitam o melhor tratamento possível (RODRIGUES et al., 2014). Todavia, cuidado, é de suma importância observar esses aspectos, mas também é im- portante lembrar que algumas diferenças entre indivíduos são esperadas e que pode refletir apenas especificidades e particulari- dades e não déficits ou transtornos. Apenas uma avaliação cuidadosa e completa real- izada por profissionais habilitados poderá confirmar suspeitas e avaliar o grau de com- plexidade dos problemas enfrentados pela criança. 3 CONDIÇÕES ASSOCIADAS DE RISCO NEUROLÓGICO As habilidades neuropsicomotoras en- Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 157/196 volvem diversos elementos que são essen- ciais para um rendimento escolar adequado. Entre elas, estão as funções executivas (que englobam capacidades de planejamento, análises de risco e tomada de decisões e con- trole inibitório), juntamente com memória operacional (de curto prazo), atenção, lin- guagem, coordenação psicomotora, veloci- dade de deslocamento, ritmo, percepção temporal e espacial. O desenvolvimento in- adequado dessas funções, principalmente entre os primeiros cinco anos de vida, pode ser indicativo de doenças ou problemas neurológicos (KANDEL et al., 2005). Há vários fatores e condições que au- mentam a probabilidade de alterações do desenvolvimento neurológico ocorrerem e que estão associados a prejuízos escolares. Entre as principais condições associadas de risco, estão: transtornos do espectro autis- ta, deficiência intelectual, TDAH e deficiên- cia intelectual e serão apresentadas a seguir (RODRIGUES et al., 2014): 1) Síndromes genéticas: essas doenças podem ser bastante heterogêneas e de gravidade variável. Têm como ori- gem anomalias no genoma, podendo ser de origem cromossômica (o ser hu- mano possui 46 cromossomos dividi- dos em 23 pares) ou de microdeleções (pequenos “defeitos”). Diversos tipos de alterações de neurodesenvolvi- mento, a depender do tipo e grav- idade das falhas genéticas, podem ocorrer. Em relação à aprendizagem e vida escolar, esses indivíduos podem Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 158/196 apresentar desde disfunções leves até deficiências intelectuais graves. Como já salientado, apenas a identificação precoce e a tomada de medidas ade- quadas para minimizar e, quando pos- sível, solucionar o problema podem auxiliar no atraso do desenvolvimen- to, na prevenção de piora do quadro, no planejamento familiar e prepa- ração da sociedade (escola e família) para a melhor adequação do indivíduo com síndrome genética e dos demais ao seu redor. Entre os exemplos de síndrome genética, estão a síndrome de Turner, quando o indivíduo apre- senta apenas um cromossomo X, com menos material genético do que o nor- mal; e Síndrome de Down, caracteri- zada por três cromossomos de núme- ro 21 e atrasos e dificuldades cogni- tivas em diferentes níveis. O autismo é uma doença que, apesar de possuir um forte componente genético, ainda tem sua origem desconhecida. 2) Transtorno de déficit de atenção e hiperatividade: o TDAH é um distúr- bio do desenvolvimento que como características principais, como o próprio nome indica, incluem déficit de atenção e comportamento hiperativo, além da impulsividade. Esses compor- tamentos e características geralmente aparecem antes dos 12 anos de vida e são persistentes na adolescência para a maioria dos afetados por esse tran- storno. Os sinais neurológicos preco- ces incluem atraso motor, de fala, ag- Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 159/196 itação e inquietação extremos e difer- entes das demais crianças de mesma faixa etária e educacional, além de dificuldades de funções executivas no geral. Há evidências do crescimen- to indevido do diagnóstico de TDAH, pois muitas crianças têm seus com- portamentos compatíveis, como brin- cadeiras e inquietudes característicos da idade, interpretados como indícios de TDAH. Novamente, apenas profis- sionais competentes poderão fazer o diagnóstico diferencial. 3) Deficiência intelectual: indivíduos que apresentam deficiência intelec- tual são caracterizados pelos pre- juízos significativamente abaixo da média para tarefas intelectuais e so- ciais, levando-as a apresentar não apenas prejuízos escolares, mas tam- bém desenvolvimento social e afe- tivo prejudicados e empobrecidos. Os primeiros sinais costumam estar presentes nos primeiros três anos de vida e incluem: pouca iniciativa, inter- ação pobre com o ambiente e com as outras pessoas, atraso no desenvolvi- mento da postura e motor, déficit na compreensão e na utilização adequa- da de símbolos, entre outros. Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 160/196 Glossário Dimorfismos: termo utilizado na biologia para fazer referência a existência de dois aspectos ou condições diferentes. O dimorfismo sexual, por exemplo, é caracterizado pelas características de fisionomia presentes em homens ou em mulheres.Genoma: toda a informação genética hereditária de um indivíduo, presente na sequência de seu DNA. Anóxia perinatal: caracterizado pela ausência ou insuficiência de oxigênio durante o trabalho de parto e/ou parto. Está relacionada com diversas condições associadas à dificuldade escolar e de aprendizagem, como autismo, dislexia e discalculia. Questão reflexão ? para 161/196 No presente texto, foi salientada a importância da identifi- cação precoce de disfunções neurológicas e do correto diag- nóstico para que medidas preventivas e de minimização de danos fossem tomadas. Entre essas medidas, estão ações educativas tanto para possibilitar o melhor do aproveita- mento acadêmico do indivíduo com as alterações de neuro- desenvolvimento como para promover a sua inserção social no meio em que vive. Você consegue citar alguns exemplos de medidas? 162/196 Considerações Finais • O desenvolvimento neurológico está correlacionado com diversas funções; • os cinco fatores desencadeadores de distúrbios neurológicos são: genéti- cos, epigenéticos, pré, peri e pós-natais; • as habilidades neuropsicomotoras e as condições associadas de risco neuro- lógico estão relacionadas com a aprendizagem, ou seja, o comprometimen- to neuropsicomotor geralmente acarreta em prejuízos de aprendizagem. Unidade 7 • Fisiopatologia das disfunções neurológicas associadas ao aprendizado (neurobiologia do desenvolvimento, fatores pré, peri e pós-natais) 163/196 Referências AMARAL, A. C. T.; TABAQUIM, M. L. M.; LAMONICA, D. A. C. Avaliação das habilidades cognitivas, da comunicação e neuromotoras de crianças com risco de alterações do desenvolvimento. Rev. bras. educ. espec., Marília, v. 11, n. 2, p. 185-200, aug. 2005. Disponível em: <http://www.scielo. br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-65382005000200003&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 19 dez. 2016. BARROS, M. C. M. et al. Neurocomportamento de recém-nascidos a termo, pequenos para a idade gestacional, filhos de mães adolescentes. J. Pediatr. (Rio J.), Porto Alegre, v. 84, n. 3, p. 217-223, jun. 2008. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttex- t&pid=S0021-75572008000300006&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 19 dez. 2016. BEAR, M. F.; CONNORS, B. W.; PARADISO, M. A. Neurociências: desvendando o sistema nervoso. Porto Alegre: Artmed, 2002. KANDEL, E. R.; SCHWARTZ, J. H.; JESSELL, T. M. Fundamentos da Neurociência e do Comporta- mento. Rio de Janeiro: Editora Prentice-Hall do Brasil, 1995. MESQUITA, Maria dos Anjos. Efeitos do álcool no recém-nascido. Einstein (São Paulo), São Pau- lo, v. 8, n. 3, p. 368-375, sept. 2010. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=s- ci_arttext&pid=S1679-45082010000300368&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 19 dez. 2016. RODRIGUES, S. D.; AZONI, C. A. S., CIASCA, S. M. Transtornos do Desenvolvimento: da identifi- cação precoce às estratégias de intervenção. São Paulo: Book Toy, 2014. http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-65382005000200003&lng=en&nrm=iso http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1413-65382005000200003&lng=en&nrm=iso http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0021-75572008000300006&lng=en&nrm=iso http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0021-75572008000300006&lng=en&nrm=iso http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1679-45082010000300368&lng=en&nrm=iso http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1679-45082010000300368&lng=en&nrm=iso 164/196 1. Sobre os fatores desencadeadores de distúrbios neurológicos: Questão 1 a) São cinco, incluindo fatores genéticos, epigenéticos, pré-natais, perinatais e pós-natais. b) Os fatores pré-natais se referem ao momento do nascimento. c) Fatores epigenéticos são mais instáveis do que os fatores genéticos. d) Os fatores pós-natais não são fundamentais para o neurodesenvolvimento, pois os indiví- duos já nascem “prontos”. e) Não há relações diretas entre distúrbios neurológicos e fatores genéticos. 165/196 2. De acordo com a leitura fundamental, é correto afirmar que: Questão 2 a) o álcool e o cigarro não trazem prejuízos para o feto, pois são drogas lícitas. Apenas drogas ilícitas podem ocasionar prejuízos no neurodesenvolvimento; b) algumas escalas ajudam os profissionais da saúde a verificarem se o desenvolvimento neu- ropsicomotor da criança em questão está acima do esperado para sua faixa etária; c) entre as principais condições associadas de risco neurológico para prejuízos escolares, es- tão: transtornos do espectro autista, deficiência intelectual, TDAH e deficiência intelectual; d) alterações do desenvolvimento neurológico não estão associadas a prejuízos escolares, pois o desempenho escolar depende da determinação do aluno em aprender; e) a maioria das crianças com TDAH tem o desaparecimento dos sintomas logo no início da adolescência. 166/196 3. Sobre indivíduos que apresentam deficiência intelectual, podemos afirmar: Questão 3 a) Não apresentam sinais da deficiência intelectual nos primeiros anos de vida. b) Apesar das dificuldades cognitivas, essas pessoas não apresentam alterações comporta- mentais. c) Têm como principais características a impulsividade, hiperatividade e déficit de atenção. d) Apresentam não apenas prejuízos escolares, mas também desenvolvimento social e afetivo empobrecidos. e) Preferem o uso de símbolos para se expressarem. 167/196 4. Sobre as síndromes genéticas: Questão 4 a) Indivíduos que possuem as mesmas síndromes genéticas possuem comprometimentos idênticos. b) Entre os exemplos de síndrome genética, estão a síndrome de Turner e a síndrome do ninho vazio. c) Síndrome de Down, caracterizada pela ausência de um cromossomo de número 21. d) Atrasos e dificuldades cognitivas não são características de síndromes genéticas. e) Têm como origem anomalias no genoma, podendo ser de origem cromossômica ou de mi- crodeleções. 168/196 5. A respeito do neurodesenvolvimento: Questão 5 a) O parto é um momento menos crítico e não deve ser encarado com preocupação quando cuidados pré-natais foram feitos. b) São diversas as áreas que buscam compreender o neurodesenvolvimento e suas relações com a aprendizagem. c) A identificação precoce de dificuldades de aprendizagem e de transtornos de aprendizagem deve ser evitada, pois apenas traz mais ansiedade para os pais, visto que nada pode ser feito para minimizar os danos. d) Habilidades neuropsicomotoras estão relacionadas apenas aos movimentos e não estão re- lacionadas com a aprendizagem e) O uso de drogas é inócuo durante a gravidez, podendo trazer prejuízos apenas se a mãe apresentar dificuldades devido ao uso das drogas para cuidar do bebê após o nascimento. 169/196 Gabarito 1. Resposta: A. Os fatores desencadeadores de distúrbios neurológicos são 5, incluindo fatores gené- ticos, epigenéticos, pré-natais, perinatais e pós-natais. 2. Resposta: C. A única alternativa correta é a C: entre as principais condições associadas de risco neurológico para prejuízos escolares, estão: transtornos do espectro autista, deficiência intelectual, TDAH e deficiência intelectual. 3. Resposta: D. Indivíduos que apresentam deficiência in- telectual apresentam não apenas dificul- dades no âmbito das funções cognitivas e intelectuais, mas também desenvolvimen- to social e afetivo prejudicados e empo- brecidos. 4. Resposta: E. As síndromes genéticas têm como origem anomalias no genoma, podendo ser de duas origens: cromossômica ou de microdele- ções. 5. Resposta: B. São diversas as áreas que buscam compre- ender o neurodesenvolvimento e suas re- lações com a aprendizagem, entre elas a neuropsicologia, a neurologia, a genética e a neuroimagem. 170/196 Unidade 8 Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado Objetivos 1. Conceituar neuroeducação. 2. Pontuar conceitos sobre aprendizado do ponto de vista neurológicos. 3. Revisar contribuições da pesquisa neurocientífica para o aprendizado.Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado171/196 Introdução As neurociências têm mais em comum com a educação do que a jovem e crescente neu- roeducação poderia imaginar. Sabemos que os neurônios, a unidade básica do sistema nervoso, são capazes de aprender. Embora do ponto de vista fisiológico “aprendizado” signifique algo específico para o sistema nervoso, no geral, podemos dizer que circu- itos de neurônios aprendem e detêm o con- hecimento de determinada função. Além disso, do ponto de vista cognitivo, cérebro e mente estão conectados e integram di- versos processos biológicos que permitem que o indivíduo adquira conhecimento, ou seja, cognição, como memória, linguagem e atenção. E, como não poderia deixar de ser, todos esses processos têm por base a comuni- cação neuronal. De fato, se um circuito de neurônios que participa de um determina- do processo é ativado repetidamente, te- mos um processo de aprendizagem através do estabelecimento de novas sinapses ou do reforço de sinapses existentes. Essa ca- pacidade de o tecido nervoso se reinventar conforme a necessidade é a famosa neu- roplasticidade (LENT, 2010). Dessa forma, podemos dizer que os neurônios aprendem para que possamos aprender: assim, ad- quirimos conhecimento e desenvolvemos capacidades cognitivas. Visto que a neurociência tem como objeto de estudo o sistema nervoso e suas funções, ela não poderia deixar de se questionar como o cérebro aprende, melhor dizendo, como um indivíduo aprende. O sistema ner- Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado172/196 voso é o responsável por coordenar nosso corpo e orquestrar funções e comporta- mentos que permitem nossa sobrevivência e interação com o meio; logo, corpo, men- te e cérebro estão em estreita relação, algo que não pode ser ignorado. Dessa forma, questões naturalmente ob- servadas no cotidiano de uma sala de aula acabaram se tornando também perguntas das neurociências: por que uns aprendem mais rápido que outros? Por que uns têm mais facilidade para cálculos e outros para biológicas, por exemplo? O que está por trás de dificuldades do aprendizado? Existem diferenças no cérebro que expliquem es- sas observações? Mais ainda, ao passo que as bases neurobiológicas do aprendizado eram desvendadas, a neurociência também começou a se ocupar de como otimizar o processo de aprendizagem. Como usar ao nosso favor o conhecimento sobre mecanis- mos normais e patológicos? Que técnicas de aprendizado seriam melhores? São capazes de gerar mudanças fisiológicas no cérebro? Alteram algum comportamento? Como so- brepujar dificuldades de aprendizado? Mui- tas dessas perguntas estão sendo respon- didas, enquanto se busca intensamente a resposta de outras e ainda novas questões surgem. Neste tema, você verá o que a neurociência tem feito pela educação e como essa união, a neuroeducação, explica diversos compor- tamentos como frutos de funções cerebrais especificamente ligadas ao processo de aprendizado como um processo cognitivo. Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado173/196 Você verá como surgiu a neuroeducação, depois como a neurociência tenta explicar questões ligadas ao aprendizado e também como tenta otimizar esse processo e auxiliar a superar dificuldades com embasamento neurobiológico. Mergulhe no cérebro e des- cubra que o simples dia a dia ou uma sala de aula são grandes laboratórios de pesquisa neurocientífica e que, mais que um proces- so cognitivo, aprender é mudança de com- portamentos. 1 NEUROCIÊNCIAS, EDUCAÇÃO E UM POUCO MAIS: A NEUROE- DUCAÇÃO Embora seja considerada uma vertente da neurociência, a neuroeducação é uma área interdisciplinar que já vem trilhando seus passos há um certo tempo. A psicologia é uma das áreas que trabalha com a pedago- gia para explicar comportamentos e distúr- bios ligados ao aprendizado desde muito antes do advento de modernas técnicas de pesquisa em neurociência para avaliação do funcionamento cerebral. Com a ajuda de técnicas como a ressonância magnéti- ca funcional (RMf), a teoria tem encontra- do suas bases biológicas. A neuroeducação é a área que, junto com áreas afins como a psicologia, a pedagogia e a neurociência cognitiva, busca compreender o processo de ensino-aprendizagem (TOKUHAMA–ES- PINOSA, 2011), sob a ótica interdisciplinar. Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado174/196 2 CONTRIBUIÇÕES DA NEURO- CIÊNCIA: ENTENDENDO O PRO- CESSO DE APRENDIZAGEM Somos o que aprendemos, somos fruto do que aprendemos. Todos os nossos compor- tamentos resultam de algum tipo de apren- dizado, que, por sua vez, é processado pelo sistema nervoso. Viver é um grande apren- dizado, com toda a licença poética. A pala- vra aprendizado se aplica a vários níveis e processos. Nos neurônios, há estruturas es- pecializadas em formar conexões com out- ros neurônios, em resposta a um estímulo vindo do meio interno, do organismo, ou do meio externo, por isso os neurônios apren- dem formando novas conexões. No cérebro, mais precisamente no encéfalo, os neurô- nios formam circuitos e redes que também são capazes de aprender, remodelando-se conforme necessário, fazendo uso da neu- roplasticidade. Para saber mais Inclusive, alguns sistemas de inteligência artifi- cial de computadores são inspirados em circuitos neurais. O computador utiliza uma lógica capaz de “aprender” por tentativa e erro. Embora o cérebro seja a região do encéfalo onde estão localizadas funções neurais e mentais mais complexas e relacionadas ao aprendizado, hoje sabe-se que outras estruturas, como o cerebelo, também estão associadas ao processo de apren- dizado (LENT, 2010). Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado175/196 A neurociência tem demonstrado que pro- cessos mentais considerados distintos es- tão na verdade interligados e são inter- dependentes. Estudos com RMf mostram a ativação em maior ou menor de grau de redes formadas por várias regiões durante a execução de tarefas até mesmo as mais simples. A aprendizagem é um exemplo dis- so. O aprendizado é um processo neural do qual outros fazem parte. Aprender é modu- lar e modificar comportamentos com base na experiência. Sem memória, não há ex- periência, não há arquivo nem recuperação do que foi vivenciado; logo, não há apren- dizado. Para formar memória, é preciso a participação de outros processos, como motivação, atenção e emoções. Aprendiza- gem é também a aquisição de eventos que serão retidos por variados períodos de tem- po na memória, de forma seletiva (LENT, 2010; TOKUHAMA-ESPINOSA, 2011). Para saber mais Evento é qualquer informação que possa formar memória, vinda do meio interno ou externo: um cheiro, sensação, pensamento, imagem, som, ob- jeto, pessoa, situação etc. Aprendizagem e memória são tão próximos que os termos costumam ser usados como sinônimos. Porém, assim como a atenção e emoções, são processos distintos, embo- ra interdependentes. A neuroeducação faz uso de noções como essa sobre o funciona- mento do cérebro para melhor compreen- der o aprendizado educacional. Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado176/196 3 BUSCANDO APRENDER – E EN- SINAR – MELHOR Uma grande questão da neuroeducação é como tornar o aprendizado mais eficiente, seja compreendendo melhor as suas bases biológicas ou buscando ferramentas, sejam ações mais eficientes do ponto de vista neu- robiológico e cognitivo, isto é, que levam em conta como o aprendizado funciona para “dar certo”. A neurociência tem contribuído com vários exemplos. Um deles é o exercício físico. Já se sabe que o exercício físico é capaz de indu- zir o processo de neuroplasticidade, reforçar a memória, a capacidade de concentração e proteger o tecido nervoso do envelheci- mento e de doenças neurodegenerativas. Ao longoda vida, é muito importante ad- quirir reserva cognitiva, mas, sem exercício físico, nada feito! A paideia, sistema educacional da Gré- cia Antiga, já incluía exercício físico no seu conjunto de saberes educativos. Não é à toa. O exercício promove aumento da ca- pacidade de raciocínio, memória, atenção e aprendizado, devido a maior oxigenação do cérebro, indução da formação de novos neurônios e liberação de neurotransmisso- res. E, quanto mais cedo é praticado, pode proteger de desordens neurológicas futuras (VIVAR et al., 2012). Os resultados de pesquisas neurocientíficas podem levar, inclusive, a mudanças curricu- lares. Nos Estados Unidos, neurocientistas Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado177/196 mostraram que fazer de 20 a 60 minutos de exercício moderado a intenso antes das aulas melhora significativamente o desem- penho escolar dos estudantes. As pesqui- sas também possibilitaram programas com exercícios físicos para estudantes com pro- blemas de disciplina e dificuldades de apren- dizado e encontram resultados promissores. A sugestão dos neurocientistas é fazer exer- cício físico antes e depois do período de aulas ou de alguma atividade cognitiva, levando às mudanças neurobiológicas que otimizariam o aprendizado durante as aulas e ainda se prolongariam por um bom tempo, ajudan- do a reter o conhecimento (KOHL III; COOK, 2013; RATEY; HAGERMAN, 2013). Estudos com ressonância magnética mos- traram que o exercício físico levaria ao au- mento do hipocampo, estrutura encefáli- ca relacionada à memória e às emoções e promoveria melhor retenção de memória dentro de até 4h depois de sua prática, pe- ríodo ideal para aprender. Acredita-se que isso se deve à liberação de neurotransmis- sores durante o exercício que se prolonga e se estende para diversas regiões do cérebro (VAN�DONGEN et al., 2016). E a idade não é desculpa. Adultos também se beneficiam dos efeitos do exercício físico na otimização do aprendizado. Imagine o que alguns mi- nutos de exercício podem fazer por aquela aula difícil de matemática? Ou pelo estu- dante com dificuldade de concentração? A música é outro objeto de estudo da neu- rociência que traz seus benefícios para o aprendizado. Muitos processos cerebrais es- Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado178/196 tão envolvidos no simples fato de ouvir uma música, mais ainda em aprender a tocar um instrumento. O aprendizado musical, assim como qualquer novo aprendizado, promove remodelação de circuitos neurais em áreas do cérebro relacionadas ao processamento de sons. Acontece que essas regiões tam- bém participam de outras habilidades como leitura e linguagem. Dessa forma, o apren- dizado musical pode ser uma forma de po- tencializar o aprendizado em geral, visto que este depende de funções cognitivas como a linguagem. Um estudo mostrou que houve mudanças neurofisiológicas no cérebro de crianças de baixa renda que participavam de um programa educacional de música. Essas crianças estariam sob maior risco de apresentarem dificuldades de aprendizado devido a uma educação deficiente e, assim, se beneficiaram do ensino musical (KRAUS et al., 2014). Para saber mais Há uma curiosidade polêmica em relação à pes- quisa neurocientífica sobre os efeitos da música no cérebro. Na década de 1990, pesquisadores demonstraram que estudantes que escutavam Mozart, mais especificamente a Sonata para dois pianos em Ré Maior, por pelo menos 10 minutos, apresentavam um incremento do raciocínio espa- ço-temporal (RAUSCHER et al., 1998). Entretanto, nenhum grupo de pesquisa conseguiu replicar os mesmos resultados posteriormente. Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado179/196 Muitas outras ferramentas são alvo de es- tudo da neurociência e podem contribuir para a neuroeducação, algumas inusitadas, como técnicas de meditação. A meditação seria capaz de otimizar o recrutamento de redes neurais. Desse modo, tarefas seriam executadas com o uso de menos de redes, além de trazer benefícios como melhora da concentração e controle emocional. Há es- colas que já utilizam a meditação e obser- vam melhora na disciplina entre os alunos (KOZASA et al., 2011; DESBORDES et al., 2014). Há também aquela ferramenta que, mui- tas vezes, é encarada por pais e educadores como “vilã”, os jogos de video game. Estu- dos apontam pontos positivos e negativos em relação ao aprendizado, que mudam conforme a capacidade avaliada (como atenção, habilidades de leitura, agressivi- dade e empatia) (BAVELIER; GREEN, 2016). Pesquisadores sugerem cautela na interpre- tação desses resultados. Mais estudos são necessários para melhor esclarecer os me- canismos neurobiológicos relacionados aos jogos eletrônicos. Além disso, seu uso está inserido em contextos muito variados. En- quanto isso, jogos específicos também têm sido usados como ferramenta terapêutica, trazendo resultados positivos em pessoas com lesões cerebrais, como AVC e ajudando na melhora de habilidades sociais de crian- ças com transtornos do espectro autista. A neurociência contribui com o aprendiza- do também quando busca compreender os mecanismos fisiopatológicos de alterações Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado180/196 neurológicas e psiquiátricas. É o caso dos transtornos do espetro autista, cujas des- cobertas sobre os mecanismos neurobio- lógicos subjacentes (pesquisas apontam que há desequilíbrio de neurotransmisso- res e alterações corticais que resultam em dificuldade de focar o olhar e compreender emoções) podem ajudar e direcionar práti- cas pedagógicas para pessoas com altera- ções do desenvolvimento e aprendizado. Além da pesquisa sobre estrutura e função do sistema nervoso, a neurociência se ocu- pa de outra questão, que, na verdade, é uma incumbência de qualquer área do conheci- mento: educar. Existem linhas de pesquisa em divulgação científica em neurociência, em que o foco é divulgar o conhecimento produzido nos laboratórios e avaliar o im- pacto desse conhecimento sobre neuroci- ências na sociedade. Crianças e adolescen- tes, muitas vezes, são o público-alvo dessa instrução, por seu papel como multiplicado- res. No Brasil, há diversas iniciativas para di- fundir neurociências (ADESTRO et al., 2013) tal como CEPID BRAINN – Brazilian Institute of Neuroscience and Neurotechnology (Ins- tituto Brasileiro de Neurociências e Neuro- tecnologia). Neurocientistas brasileiros aplicaram um questionário de estigma em epilepsia a cri- anças e adolescentes para avaliar o impacto do uso do termo “epiléptico” em compara- ção a “pessoas com epilepsia”. Os resulta- dos mostraram que a opinião dos jovens era muito mais pessimista quando o ter- mo epiléptico era empregado. Por exemplo, Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado181/196 37% achavam que “pessoas com epilepsia” tinham mais dificuldade de aprendizado, contra 70% que achavam que “epilépticos” teriam mais dificuldade em aprender. A di- vulgação desse trabalho e de dados sobre epilepsia que desmistifiquem a doença visa diminuir o preconceito e contribuir para que essas pessoas levem uma vida normal, inclu- sive dentro das salas de aula (FERNANDES; BARROS; LI, 2009). A divulgação científica de pesquisas em al- terações neurológicas e psiquiátricas, como o AVC (acidente vascular cerebral), esclero- se múltipla, depressão e autismo, contribui para a inclusão dessas pessoas na socie- dade e também para diminuir a incidência dos fatores de risco associados a elas, como é o caso do AVC. Por fim, a neurociência pode também dar uma força para o ensino de diversas disci- plinas. Fatos sobre o cérebro, seu funcio- namento e distúrbios neurológicos, con- textualizados em situações cotidianas, po- dem fazer sucesso em aulas de biologia. Os neurotransmissores são moléculas que po- dem fazer partede uma aula de química. O neurônio e o impulso nervoso podem figu- rar numa aula de física. E as comparações do cérebro com sistemas de inteligência artificial e computadores podem ser con- hecimento necessário em aulas de gradu- ações não necessariamente ligadas à área de biológicas. Isso é neuroeducação. Em- bora não exista uma receita de sucesso, visto que a aprendizagem é um processo multifatorial e individual, a neurociência e Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado182/196 a neuroeducação ajudam a compreender o aprendizado e seus distúrbios, que fatores contribuem para o processo e como criar ferramentas para otimizá-lo, a caminho de uma educação que possa incluir a todos. De quebra, aprendemos a ser melhores educa- dores. Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado183/196 Glossário Doenças neurodegenerativas: doenças neurológicas causadas pela degeneração gradativa do tecido nervoso, como o mal de Alzheimer. Não há cura para essas doenças, entretanto hábitos de vida saudáveis, como praticar de exercício físico, aprender coisas novas e praticar atividades de lazer, podem retardar seu aparecimento ou diminuir a gravidade dos sintomas. Reserva cognitiva: conhecimentos e habilidades adquiridos e armazenados ao longo da vida, como leituras, diferentes idiomas, o exercício de uma função de trabalho, etc. A reserva cognitiva ajuda a retardar e diminuir a severidade de doenças neurodegenerativas, assim como os efeitos do envelhecimento natural. Atividades como palavras-cruzadas, leitura, estudar novos idiomas e até mesmo assistir à TV são formadores de reserva cognitiva. Ressonância magnética funcional: técnica de imagem do cérebro que usa um sinal gerado pela oxigenação do tecido para determinar que áreas estão funcionando em repouso ou durante a execução de uma tarefa. Considerando que áreas com maior consumo de oxigênio representa- riam áreas com neurônios em maior atividade, pesquisadores pedem aos indivíduos que execu- tem alguma tarefa de memória, linguagem, motora e etc., para ver que regiões do cérebro estão participando daquela função e os processos normais ou patológicos que estão envolvidos. Questão reflexão ? para 184/196 Seja o neurocientista: faça uma pergunta que poderia ser respondida pela neuroeducação. Pense em um pro- blema, como a dificuldade de aprendizado que acompa- nha certa síndrome ou doença. Que técnicas poderiam ser usadas para entender os mecanismos do processo de aprendizagem nesses casos e que ferramentas pode- riam ser propostas para melhorar o processo? 185/196 Considerações Finais • A neuroeducação é uma área interdisciplinar que busca agregar conheci- mento de várias áreas para compreender e melhorar o aprendizado; • a neurociência contribui para a compreensão do processo de aprendizagem no cérebro e que fatores o influenciam; • pesquisas mostram que exercício físico, música, meditação e outras ferra- mentas podem auxiliar o aprendizado; • a neuroeducação pode se beneficiar da utilização do conhecimento produ- zido na área como conteúdo educativo. Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado186/196 Referências ADESTRO, Sueli; GARBIN, Mônica Cristina; LI MIN, Li. O programa ABCérebro TV apresenta: divul- gação científica em epilepsia. Journal of Epilepsy and Clinical Neurophysiology (Impresso), v. 19, p. 74-78, 2013. BAVELIER, Daphne; GREEN, C. Shawn. The Brain-Boosting Power of Video Games. Scientific American, [s.l.], v. 315, n. 1, p.26-31, 14 jun. 2016. Springer Nature. Disponível em: <http://dx. doi.org/10.1038/scientificamerican0716-26>. Acesso em: 5 jan. 2017. DESBORDES, Gaëlle et al. Moving Beyond Mindfulness: Defining Equanimity as an Outcome Mea- sure in Meditation and Contemplative Research. Mindfulness, [s.l.], v. 6, n. 2, p. 356-372, 21 jan. 2014. Springer Nature. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1007/s12671-013-0269-8>. Acesso em: 5 jan. 2017. FERNANDES, Paula T.; BARROS, Nelson F. de; LI, Li M. Stop saying epileptic. Epilepsia, [s.l.], v. 50, n. 5, p.1280-1283, maio 2009. Wiley-Blackwell. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1111 /j.1528-1167.2008.01899.x>. Acesso em: 5 jan. 2017. KOHL III, Harold W.; COOK, Heather D. (Ed.). Educating the Student Body: Taking Physical Activity and Physical Education to School. Washington: The National Academies Press, 2013. Disponível em: <Taking Physical Activity and Physical Education to School>. Acesso em: 10 nov. 2016. http://dx.doi.org/10.1038/scientificamerican0716-26 http://dx.doi.org/10.1038/scientificamerican0716-26 http://dx.doi.org/10.1007/s12671-013-0269-8 http://dx.doi.org/10.1111/j.1528-1167.2008.01899.x http://dx.doi.org/10.1111/j.1528-1167.2008.01899.x Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado187/196 KOZASA, Elisa H. et al. Meditation training increases brain efficiency in an attention task. Neu- roimage, [s.l.], v. 59, n. 1, p.745-749, jan. 2012. Elsevier BV. Disponível em: <http://dx.doi. org/10.1016/j.neuroimage.2011.06.088>. Acesso em: 5 jan. 2017. KRAUS, N. et al. Music Enrichment Programs Improve the Neural Encoding of Speech in At-Risk Children. Journal of Neuroscience, [s.l.], v. 34, n. 36, p.11913-11918, 3 set. 2014. Society for Neuroscience. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1523/jneurosci.1881-14.2014>. Acesso em: 5 jan. 2017. LENT, Roberto. Cem bilhões de neurônios? Conceitos fundamentais de neurociência. 2. ed. São Paulo: Atheneu, 2010. RATEY, John J; HAGERMAN, Eric. Spark: The Revolutionary New Science of Exercise and the Brain. Boston: Little Brown And Company, 2013. RAUSCHER, Frances H.; SHAW, Gordon L.. Key Components of the Mozart Effetc. Perceptual and Motor Skills, [s.l.], v. 86, n. 3, p.835-841, jun. 1998. Ammons Scientific. TOKUHAMA–ESPINOSA, Tracey. Why Mind, Brain, and Education Science is the “New” Brain- Based Education. 2011. Disponível em: <http://education.jhu.edu/PD/newhorizons/Journals/ Winter2011/Tokuhama1>. Acesso em: 10 nov. 2016. http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroimage.2011.06.088 http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroimage.2011.06.088 http://dx.doi.org/10.1523/jneurosci.1881-14.2014 http://education.jhu.edu/PD/newhorizons/Journals/Winter2011/Tokuhama1 http://education.jhu.edu/PD/newhorizons/Journals/Winter2011/Tokuhama1 Unidade 8 • Neuroeducação: a neurociência explicando e otimizando o aprendizado188/196 VAN DONGEN, Eelco V. et al. Physical Exercise Performed Four Hours after Learning Improves Mem- ory Retention and Increases Hippocampal Pattern Similarity during Retrieval. Current Biology, [s.l.], v. 26, n. 13, p.1722-1727, jul. 2016. Elsevier BV. Disponível em: <http://dx.doi.org/10.1016/j. cub.2016.04.071>. Acesso em: 5 jan. 2017. VIVAR, Carmen; POTTER, Michelle C.; VAN PRAAG, Henriette. All About Running: Synaptic Plas- ticity, Growth Factors and Adult Hippocampal Neurogenesis. Neurogenesis and Neural Plas- ticity, [s.l.], p.189-210, 2012. Springer Science + Business Media. Disponível em: <http://dx.doi. org/10.1007/7854_2012_220>. Acesso em: 5 jan. 2017. http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.04.071 http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.04.071 http://dx.doi.org/10.1007/7854_2012_220 http://dx.doi.org/10.1007/7854_2012_220 189/196 1. Podemos conceituar neuroeducação como: a) uma área do conhecimento independente; b) uma área interdisciplinar que atua com outras áreas afins como a psicologia; c) uma ciência que surgiu ao mesmo tempo que a neurociência; d) uma área do conhecimento que estuda a educação; e) uma área do conhecimento despreocupada das bases biológicas do aprendizado. Questão 1 190/196 2. Sobre aprendizagem, é correto afirmar: Questão 2 a) É um processo que depende de poucos fatores para acontecer. b) É o produto de um processo apenas psicológico. c) Acontece independentemente de outros processos mentais. d) É o mesmo que memória; são sinônimos. e) É a capacidade de modular comportamentos e dependede vários processos mentais para acontecer. 191/196 3. Assinale, dentre as afirmações, a seguir, a opção correta: Questão 3 a) A ciência provou que o exercício físico não exerce efeitos sobre o aprendizado. b) Apenas exercícios intensos exerceriam efeito sobre o cérebro. c) O exercício físico é benéfico para o aprendizado, mas apenas a longo prazo. d) O exercício físico é capaz de induzir mudanças neurobiológicas que favorecem o aprendiza- do. e) Apenas tarefas como leitura e escrita são suficientes para o aprendizado. 192/196 4. Segundo os resultados de pesquisas científicas, a melhora do aprendi- zado com o exercício, jogos e meditação é resultado de: Questão 4 a) diminuição da concentração; b) melhora da concentração e raciocínio; c) aumento da agressividade; d) diminuição da concentração e raciocínio; e) diminuição das habilidades sociais. 193/196 5. As neurociências também podem atuar junto à neuroeducação para: Questão 5 a) mostrar que ambas são áreas independentes; b) conscientizar apenas pessoas com doenças neurológicas; c) difundir o conhecimento científico e usá-lo como ferramenta didática; d) deixar as pessoas conscientes de suas limitações; e) promover o uso de técnicas como meditação e jogos de video game. 194/196 Gabarito 1. Resposta: B. A neuroeducação é uma área interdisci- plinar, que recebe contribuições de áreas como a psicologia e a pedagogia para ex- plicar seus fenômenos e que vem se bene- ficiando das neurociências para encontrar as bases neurológicas de questões como o aprendizado. 2. Resposta: E. Aprendizagem é a capacidade de modular e modificar comportamentos com base na ex- periência e para acontecer precisa de outros processos mentais, como memória, atenção e motivação. 3. Resposta: D. O exercício físico é capaz de induzir mudan- ças neurobiológicas favoráveis ao aprendi- zado e melhora a capacidade de concentra- ção e raciocínio. O treino cognitivo é muito importante, mas estudos mostram que sem exercício não é o bastante. 4. Resposta: B. São mecanismos apontados pelas pesqui- sas como favoráveis para a aprendizagem o aumento da capacidade de concentração e raciocínio, melhora da atenção e memori- zação. 195/196 Gabarito 5. Resposta: C. As neurociências podem contribuir para a educação através da difusão dos conheci- mentos adquiridos para conscientizar as pessoas em geral sobre prevenção e des- mistificação de doenças neurológicas.