ASPECTOS NEUROBIOLÓGICOS E EVOLUCIONÁRIOS DA COGNIÇÃO E SUAS IMPLICAÇÕES PARA A EDUCAÇÃO – por Olga Valéria C. A. Andrade e Paulo Estevão Andrade

ASPECTOS NEUROBIOLÓGICOS E EVOLUCIONÁRIOS DA COGNIÇÃO E SUAS IMPLICAÇÕES PARA A EDUCAÇÃO – por Olga Valéria C. A. Andrade e Paulo Estevão Andrade. Capítulo do livro APRENDIZAGEM, COMPORTAMENTO E EMOÇÕES NA INFÂNCIA E ADOLESCÊNCIA: UMA VISÃO TRANSDISCIPLINAR    Organização: Elisabete Castelon Konkiewitz, editora UFGD, Dourados, 2013.

“Nada na neurobiologia faz sentido exceto à luz do comportamento.” (Gordon Shepherd)

De onde viemos? Quem somos? Para onde vamos?-Paul Gauguin

De onde viemos? quem somos? Para onde vamos?-Paul Gauguin

 

INTRODUÇÃO

É comum todos os pais conversarem e se interagirem efusiva e calorosamente com seus bebês. Conversamos com eles, perguntamos como estão, tentamos adivinhar seus pensamentos e cremos firmemente que, na maioria das vezes, eles nos entendem pelos seus gestos, trejeitos, expressões faciais e sorrisos. Com apenas alguns meses parecem que eles fixam firmemente os objetos e pensam sobre eles. Eles nos encantam profundamente, nos emocionam e nos surpreendem com sua grande capacidade de interagir conosco em tão pouco tempo, de nos reconhecer e de expressar seus sentimentos e, principalmente, de nos envolver e até nos controlar.

Os primeiros meses de vida dos bebês é uma época fascinante para todos nós, pais, parentes e cuidadores. Quando por volta dos 6 meses eles começam a manipular mais firmemente os objetos e a brincar com eles, e entre 10 a 12 meses parecem que começam entender algumas palavras, então nosso encantamento pelas suas habilidades sociais e aparente memória e inteligência tornam-se ainda maiores. É comum observarmos orgulhosos como são “vivos” e espertos. Mas, como eles aprendem tão rapidamente essas incríveis habilidades cognitivas e sociais? Que é por meio de um processo que envolve grande dose de aprendizado isto é inegável. Mas, seria estritamente através do aprendizado, como se seu cérebro fosse uma folha em branco onde as experiências vão sendo impressas com o tempo? Ou eles já nascem com alguns circuitos cerebrais especiais e uma motivação especial que facilitam e tornam mais rápido esse aprendizado? Além disso, será que estamos superestimando suas capacidades? Os bebês em fase ainda pré-verbal de fato pensam? São eles realmente seres inteligentes como imaginamos?

Por séculos, os estudiosos têm debatido se as características humanas resultam de nossa biologia ou de nossa criação, isto é, de nossas experiências. Há os que defendem a doutrina do filósofo inglês do século XVII, John Locke1 (1632-1704), o empirismo (do gr. empeiria, “experiência”), segundo a qual todo o conhecimento humano é adquirido por meio das experiências sensoriais e a mente humana é uma espécie de tábula rasa, um quadro em branco no qual as experiências sensoriais e motoras vão sendo impressas pouco a pouco formando o conhecimento. Uma alternativa ao empirismo é o nativismo, a noção de que pelo menos alguns aspectos do conhecimento são inatos, uma ideia antiga que remonta ao filósofo grego Platão2 (429-347 a.C) há aproximadamente 400 anos antes de Cristo. O famoso filósofo alemão do século XVII, Immanuel Kant3 (1724-1804), também defendia um nativismo (ou inatismo) em que algumas categorias mentais preexistentes, como a noção de tempo e espaço filtravam as informações sensoriais na construção do conhecimento.

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894), um dos fundadores da psicofísica e da psicologia experimental e o mais importante cientista alemão do século XIX, afirmou que a percepção do bebê, inicialmente, restringe-se ao que é imediatamente dado pelos sentidos, e ele só começa a aprender além dos padrões sensórios imediatos quando, entre o terceiro e o sexto mês, começa a querer alcançar e manipular os objetos e, logo depois, a se locomover independentemente4,5. Devido ao enorme prestígio científico que Helmholtz possuía, sua noção empirista teve uma enorme influência em importantes personagens da psicologia do desenvolvimento, dentre elas o biólogo e psicólogo suíço Jean Piaget (1896-1980) e o filólogo e psicólogo bielorusso Len Semyonovitch Vygotsky (1896-1934). Piaget e Vygotsky são os dois autores com maior influência na educação brasileira, cujas teorias sobre o desenvolvimento do conhecimento ou desenvolvimento cognitivo (do latim “cognoscere”, conhecer), na criança, baseiam-se em “estágios”.

Nas visões clássicas do desenvolvimento intelectual humano de Piaget6,7 e Vygotsky8,9, e até mesmo do fundador da psicanálise Sigmund Freud (1856-1939)10, não há nada de inato, isto é, os neonatos saem do útero somente com um grupo mínimo de reflexos (choro, sucção, apreensão, movimentos básicos dos membros etc.) e uma motivação para aprender. O bebê não possui nem percepção e nem memória, pois sua experiência do mundo visual consiste de uma tábua sensorial, ou seja, uma série de imagens bidimensionais passageiras que mudam com cada movimento do objeto ou das sacadas visuais. É somente após um longo período de experiências sensório-motoras, principalmente a partir dos quatro meses (quando a criança começa a se movimentar melhor) até por volta de um ano e meio a dois anos, que a criança se torna capaz de representar mentalmente o mundo em termos de “conceitos” (objetos, eventos etc.) e de pensar sobre ele. Na medida em que as crianças se desenvolvem, elas vão gradativamente superando essas limitações, de modo que as concepções iniciais sofrem mudanças fundamentais ou “qualitativas” dando lugar a concepções cada vez mais apropriadas, em uma progressão de desenvolvimento cognitivo em estágios até chegarem às concepções adultas.

 

neurodevelopment1

 

Por exemplo, para Piaget6,7, todo o conhecimento é construído a partir das experiências sensório-motoras com o mundo dos objetos, incluindo a linguagem que é apenas um produto da inteligência sensório-motora. Entretanto, Piaget afirma que os conceitos que a criança nos primeiros anos possui sobre o comportamento dos objetos e suas relações ainda são muito imperfeitos e diferentes dos conceitos adultos. Para Piaget, as respostas errôneas das crianças no estágio do pensamento pré-operacional (2 a 7 anos), que acham que há mais líquido após repassarmos a mesma quantidade de um copo baixo e largo para um copo fino e alto, refletem uma característica fundamental dessa idade que é a centração: a criança se foca em apenas um aspecto da situação, no caso a altura do fluido na tarefa de conservação do fluido, enquanto ignora outros aspectos como a largura do recipiente. Esses resultados levaram Piaget a acreditar que as crianças pequenas (4 a 5 anos) não tinham nenhum senso de número e seu entendimento de mais e menos estava somente relacionado com a percepção do comprimento, ou seja, as crianças não compreendem “mais que” e “menos que”, mas sim, maior ou menor.

Embora Vygotsky8,9 concorde basicamente com as descrições de Piaget, ele argumenta que entre os 2 e 4 anos o mundo externo ainda é percebido de uma maneira primitiva porque as percepções visuais são governadas por princípios diferentes muito mais primitivos e não há, para a criança, coisas como profundidade e perspectiva, e o mundo visual seria ainda percebido como tão próximo que a criança ainda tenta agarrar e tocar coisas distantes dela. Há, porém, uma diferença fundamental entre Piaget e Vygotsky. Para Vygotsky9,11, os esquemas sensórios-motores não são formas rudimentares de pensamento e inteligência que evoluem para a lógica formal dos adultos (como acreditava Piaget), mas apenas capacidades puramente utilitárias e não inteligentes. Vygotsky afirmou que os processos inteligentes se iniciam com o surgimento da linguagem, por volta dos dois anos: as palavras ajudam-na a focar melhor a atenção nos objetos e eventos e a formar percepções mais eficientes, de modo que ela começa a perceber o mundo e adquirir memória através das palavras de sua fala egocêntrica que aos poucos se tornam a fala interna, uma forma sofisticada de pensamento verbal que irá dirigir o pensamento e comportamento do indivíduo para o resto da vida9. Em suma, para Vygotsky, é a linguagem que dá origem ao pensamento, e o pensamento é essencialmente verbal (fala interna), isto é, nós somente pensamos por meio de palavras.

As teorias mais atuais não são propriedades intelectuais de nenhum autor em particular, mas sim de toda uma comunidade científica respaldada em evidências científicas acumuladas ao longo de quase 40 anos de estudos rigorosos da psicologia experimental e neurociência e são, provisoriamente, agrupadas dentro de uma visão chamada de “construtivismo racional”10,11. Esses estudos foram motivados nos trabalhos inestimáveis e seminais de autores como Piaget e Vygotsky, e assumem com eles a importância do ambiente e o papel ativo da criança na aquisição do conhecimento, mas, ao mesmo tempo, assumem que há algumas habilidades inatas que motivam e ajudam a criança a selecionar e aprender sobre os aspectos relevantes do meio. Entretanto, como notaram Gazzaniga & Heatherton12, essas novas abordagens também levam em conta evidências neurológicas e comportamentais, as quais mostram inequivocamente que boa parte das noções empiristas acima esboçadas são “surpreendentemente erradas” (p.342).

Neste capítulo, descreveremos primeiro os aspectos básicos do desenvolvimento do sistema nervoso e da cognição, suas relações com os estudos sobre as principais habilidades cognitivas do bebê e suas implicações educacionais.

 

Neurodesenvolvimento

 neurodevelopment

Hoje, sabemos que o desenvolvimento pré-natal do sistema nervoso humano é determinado por um cuidadoso plano governado pelos genes, sendo que os primeiros dois trimestres são críticos para o desenvolvimento do sistema nervoso central12,13,14,15.

A maior parte das células nervosas do cérebro se desenvolve nos primeiros 7 meses de gestação16. As áreas do prosencéfalo, composto por cérebro e tálamo e hipotálamo (diencéfalo), tronco cerebral (ponte, bulbo e mesencéfalo) e cerebelo começam a se formar na 4ª semana. As células que formarão o córtex (a “casca” ou camada externa do cérebro) são visíveis na 7ª semana, enquanto o tálamo e o hipotálamo são visíveis na 10ª semana; os gânglios basais e ambos os hemisférios, esquerdo e direito, na 12ª semana. Outro processo neurodesenvolvimental importantíssimo é a mielinização, o envolvimento dos axônios com uma camada de gordura feito pelas células da glia, e fundamental para a plena função das áreas cerebrais porque isola os axônios um dos outros, como a capa dos fios elétricos, e otimiza a transmissão dos potenciais elétricos (PAs).

A mielinização começa na medula espinal durante o 1º trimestre e nos neurônios cerebrais durante o 2º trimestre, ocorrendo em diferentes regiões e estágios de desenvolvimento. Na 18ª semana (4,5 meses) o feto já possui olhos e ouvidos quase totalmente desenvolvidos e já começa a escutar de dentro do útero, sendo que as fibras do nervo auditivo começam a se mielinizar durante o 6º mês de gestação19. As áreas de audição e equilíbrio estão totalmente mielinizadas no nascimento; as áreas pré-frontais, envolvidas no controle das emoções e pensamento abstrato, talvez só se tornem totalmente mielinizadas depois dos 20 anos de idade. No 7º mês, o cérebro é complexo: tem camadas corticais, conectividade neuronal e mielinização12.

Há pouco tempo, acreditava-se que o cérebro não estava estruturado no nascimento, de modo que as áreas cerebrais (citoarquitetura) e os respectivos circuitos cerebrais eram determinados, em primeira instância, pela atividade neural a partir do nascimento. Entretanto, hoje, sabemos que o cérebro não nasce “vazio” como uma tábula rasa e, somente aos poucos, as áreas cerebrais vão sendo montadas de acordo com os estímulos sensoriais que o bebê recebe17. Ao contrário disso, o bebê já nasce com as áreas cerebrais, incluindo áreas unimodais e heteromodais citoarquitetonicamente muito bem definidas (tipo e organização das células nervosas com todas as estruturas, colunas e camadas) o que, em outras palavras, significa que certas especializações neuroanatômicas já existem desde o início e foram moldadas pela evolução biológica, pelo menos algumas funções cognitivas básicas e especializadas (e não apenas de propósitos gerais)10,11.

Outra importante descoberta é que, embora a estruturação das áreas cerebrais seja em boa parte geneticamente programada, os circuitos neurais das regiões corticais mais recentes são bastante plásticos. A densidade sináptica (número de conexões sinápticas) das áreas cerebrais aumenta durante a infância, alcançando seu auge entre 1 e 2 anos de idade quando, em média, é 50% maior do que no cérebro dos adultos. Porém, um declínio dessa densidade sináptica é observado entre as idades de 2 a 16 anos, também acompanhado por um suave decréscimo na densidade neuronal, processo este que no final do desenvolvimento se estabiliza.

neurodevelopment2

Portanto, o cérebro das crianças entre 1 a 2 anos de idade, por possuir em alguns casos quase 2 vezes mais sinapses, consomem o dobro de energia que o cérebro de um adulto normal10,11. Assim, outro importante conceito neurocientífico é o de “plasticidade cerebral”, que se refere às mudanças moleculares, neuronais e estruturais na maioria das áreas cerebrais em resposta a experiências como aprendizado, lesões e até terapias comportamentais10,11.

Finalmente, uma confirmação recente é a existência da produção de novos neurônios (neurogênese) no hipocampo, uma estrutura subcortical embutida na parte medial dos lobos temporais e que é responsável pela formação de novas memórias.

De fato, todas as áreas sensoriais e motoras do cérebro (chamadas de áreas unimodais) e as áreas de integração multimodal (chamadas de áreas transmodais) possuem uma longa história de evolução filogenética13 e o quadro do neurodesenvolvimento acima descrito é consistente com a evidência de que muitas capacidades perceptivas e de memória aparecem muito mais cedo do que propunham as teorias clássicas de Piaget e Vygotsky, como veremos a seguir.

Impaired activity-dependent neural circuit assembly and refineme

 

O bebê inteligente 

Em uma nova e revolucionária técnica de pesquisa com bebês, chamada de habituação10,11,12, mostra-se uma foto ou um objeto ao bebê repetidas vezes até que ele fique literalmente entediado, isto é, “habituado” com o estímulo, de modo que este diminui sensivelmente o tempo do olhar. Ao se mostrar um novo estímulo ao bebê, no qual diferenças específicas com o estímulo familiar possam ser controladas, verificam-se alterações no tempo do olhar. Se o bebê olhar significativamente por mais tempo o estímulo novo, isso significa que houve “desabituação”, ou seja, que o bebê discriminou as diferenças existentes entre o primeiro e o segundo estímulo.

O método do tempo do olhar permitiu descobrirmos a capacidade dos bebês de distinguir diferenças de tamanho, padrão e cor. Por exemplo, os móbiles e outros brinquedos de bebês começaram a ser feitos em padrões de preto e branco em vez de imagens coloridas que associamos aos brinquedos e livros infantis, porque, ainda na década de 60, foi experimentalmente descoberto que os bebês respondem mais à nitidez dos padrões do que a outros estímulos. A maturação do córtex visual aos 3-4 meses permite a súbita capacidade de usar a disparidade binocular para perceber a profundidade10,11,12. Sabemos também que o sistema auditivo é funcional por volta do 6º mês pré-natal e, embora substancialmente filtrado no final das altas frequências, os sons ambientais chegam ao feto. Os bebês já são capazes de discriminarem 64% dos fonemas ainda dentro da cavidade intrauterina e, ao nascerem, já reconhecem o som da mãe e discriminam diferentes tipos de prosódia da fala (ritmo e entonação da linguagem) e de melodias, dando respostas diferenciadas de sucção10,11,16,18.

Em 1992, Karen Wynn, hoje na Universidade de Yale nos EUA, publicou um dos mais importantes experimentos sobre a numerosidade em bebês. Ela usou a técnica de habituação visual (olhar preferencial) em que bebês de 5 meses de idade viam um, dois ou três bonequinhos do Mickey entrando atrás de uma cortina em um palquinho. Após levantar a cortina, os bebês poderiam presenciar equações matemáticas corretas (1+1=2, 2+1=3) ou incorretas (1+1=1, 2+1=2). Nas incorretas, um experimentador escondido atrás do palquinho retirava um boneco. Wynn verificou que os bebês sempre ficavam olhando por um tempo significativamente maior para os resultados incorretos, mesmo quando repetidos, mas falharam ao comparar esses eventos numéricos com quantidades acima de três bonecos, como 2 versus 4, 3 versus 4 e 3 versus 6. Posteriormente, descobriu-se que a percepção numérica para quantidades maiores que três existe, mas é apenas aproximada.

Early Grade Development and Numeracy

Early Grade Development and Numeracy

Vários estudos posteriores confirmaram que existem dois mecanismos cognitivos numéricos inatos no ser humano. Um sistema é exato, mas limitado à apreensão súbita de 3 ou 4 elementos e chamado de “subitização”. O outro é aproximado para numerosidades maiores. Ambos os sistemas são supramodais, isto é, respondem a números da modalidade do estímulo (visual, auditiva etc.). O que é notável é que quando os adultos, incluindo tribos amazônicas não letradas que possuem números somente até 3 ou 5, como os Pirajás e os Mundurukus, são testados na apreensão súbita de arranjos numéricos sem o recurso da contagem, os mecanismos são exatamente os mesmos dos bebês10,11. Mais notável ainda é que essas habilidades se estendem a animais19,20. Elizabeth Spelke da Universidade de Harvard, também nos EUA, além de confirmar os achados de Wynn, também mostrou que bebês de apenas 2,5 a 3,5 meses possuem expectativas sobre diversas categorias de eventos físicos, incluindo suporte, oclusão e eventos de colisão. Aos 4 meses os bebês já são sensíveis às violações do comportamento físico dos objetos na natureza, tais como coesão (os objetos se movem como um todo coeso), solidez (dois objetos não ocupam o mesmo lugar no espaço ao mesmo tempo) e continuidade (os objetos se movem em rotas conectadas)11,12.

babies and numeracy

babies and numeracy

Nos últimos 30 anos, estudos empíricos da psicologia do desenvolvimento têm forçado uma revisão, tanto da visão convencional do desenvolvimento cognitivo da criança, quanto da teoria de que os sistemas perceptivos e motores são inicialmente independentes e não coordenados no recém-nascido, como propôs Piaget21. Para este, a imitação facial, por exemplo, por requerer a coordenação multimodal entre visão, tato e motricidade, representa um “marco” cognitivo alcançado somente por volta de um ano de idade21. Para eliminar quaisquer experiências de aprendizado, Andrew Meltzoff e Keith Moore da universidade de Washington nos EUA, testaram a imitação facial em 80 neonatos. O mais velho tinha 72 horas e o mais novo 42 horas de vida. Os resultados, replicados e estendidos em mais de 13 laboratórios independentes ao redor do mundo, mostraram a imitação facial bem sucedida nos neonatos.

Bebês de 12 a 21 dias podem imitar 4 tipos de gestos dos adultos: protrusão labial e lingual, abertura bucal e movimento de dedo. Suas respostas são acuradas, os resultados mostram que os bebês não confundem nem suas ações nem as partes do corpo. Esse esquema supramodal inato, que permite uma representação que liga as informações visuais, auditivas, motoras e a propriocepção (percepção das próprias partes do corpo), e indica que as áreas cerebrais de integração multimodal já vêm prontas e funcionais de fábrica, ao invés de completamente descoordenadas ou “desintegradas” no nascimento, conforme acreditava Jean Piaget. A imitação nos bebês parece estar associada a sistemas inatos de integração multimodal dos córtices parietal inferior e pré-frontal inferior, e crucialmente envolvida na imitação vocal e no aprendizado da linguagem21.

A percepção auditiva também é precoce. Recém-nascidos, de fato, ouvem e parecem capazes de localizar a fonte geral de um som, e bebês de 6 meses já possuem níveis adultos na audição. Bebês de apenas 2 dias de vida também têm memória para sons e alteram o ritmo de sucção em uma chupeta com um sensor acoplado a um computador, ao ouvir um som específico, como por exemplo, a voz da mãe. Ao se medirem os batimentos cardíacos de fetos expostos a pares de sílabas como “ba, bi” e “bi, ba”, foi observado que fetos humanos de apenas 35 a 38 semanas já são capazes de distinguirem sílabas e tons musicais11,12. Os bebês são também músicos natos e, assim como os adultos, aos 2 a 4 meses de idade já respondem melhor às escalas com distribuição desigual de tons, tais como as pentatônicas e diatônicas, às melodias e aos acordes que são mais consonantes, bem como aos rítmicos métricos (baseados em pulsações regulares), mesmo os complexos22.

A ideia de que a linguagem surge por volta de 1 ano e meio a 2 anos de idade não encontra suporte em muitas evidências recentes11,23. Desde o início da década de 1970, têm-se mostrado que os bebês aprendem sua língua nativa com surpreendente rapidez e sem nenhum esforço, por meio de uma trajetória de desenvolvimento que segue o mesmo percurso de desenvolvimento independentemente da cultura. Os bebês são linguistas universais na percepção dos sons linguísticos e nascem capazes de discriminar entre as centenas de contrastes fonéticos de todas as línguas do mundo. A partir dos seis meses de idade, essa discriminação começa a ser gradativamente mais eficiente para os fonemas da língua-mãe e menos eficiente para fonemas estrangeiros, até se chegar, por volta de 1 ano de idade, a uma especialização perceptiva para os fonemas da língua-mãe.

Os bebês também são dotados de mecanismos computacionais que analisam estatisticamente as combinações mais frequentes de fonemas no meio de toda aquela enxurrada de sons da fala; assim, instintivamente, ordenam os sons verbais que se combinam e se repetem mais frequentemente formando grupos de “sons candidatos a palavras”, isto é, que podem conter significados. Essa descoberta explica outra descoberta formidável, mas que todas as mães já se deram conta: a partir dos 8 e 9 meses a compreensão dos sons da linguagem já é mais evidente e, por exemplo, eles olham para uma bola quando ouvem o som “bola”. Aos 9 meses as crianças já mostram um compreensão rudimentar das palavras e sua atenção aos objetos pode ser induzida tanto por tons (sons não verbais) quanto por palavras. Assim, esses dados sugerem que aos 9 meses as expectativas dos bebês já estão especificamente relacionadas às palavras e outras formas simbólicas. Nessa fase, a capacidade de compreensão excede em 100 vezes a de expressão, o que indica uma capacidade simbólica pelo menos primitiva desde muito cedo, ou seja, a representação de uma coisa pela outra. Embora os bebês demorem a falar parece que a compreensão da fala é praticamente a mesma entre aqueles que começam a falar e aqueles que já aprenderam a falar10,11. Com relação à produção, a produção linguística segue nessa mesma direção, do universal para o cultural, desde os primeiros balbucios universais (caracterizadas por certas sílabas como “pá”, “má” etc.) até as primeiras palavras.

Juntos, esses achados indicam capacidades muito antes do que previa Piaget, uma independência entre pensamento e linguagem jamais imaginada por Vygotsky. Essa independência é confirmada também em indivíduos adultos, como pacientes afásicos, anômicos etc., que mesmo após terem perdido a capacidade de nomear objetos e pessoas, ainda os reconhecem pelas suas propriedades perceptivas e funcionais, incluindo a vocalização ou maneirismos no caso de reconhecimento de pessoas e animais11.

 Habilidades precoces, regiões cerebrais especializadas e distúrbios de aprendizagem

Atualmente, há um enorme crescimento do que o renomado psicólogo evolucionário, Davic C. Geary da Universidade do Missouri chama de psicologia evolucionária educacional24. Na psicologia evolucionária, as capacidades cognitivas originadas de pressões evolucionárias e seus correlatos neurais, tais como as descritas no parágrafo acima, têm sido divididas em sistemas cognitivos sociais, biológicos e físicos. Baseando na imensa literatura da moderna psicologia do desenvolvimento que foi parcialmente aqui reportada, Geary denominou as competências inatas como “habilidades biologicamente primárias” e a determinados domínios cognitivos culturalmente desenvolvidos a partir dessas habilidades primárias, Geary cunhou de “habilidades biologicamente secundárias”. Geary destaca que, embora as habilidades biologicamente secundárias dependam das primárias, seu desenvolvimento se deve também à valoração cultural e a práticas escolares, as quais diferem de um país para outro. Por outro lado, a origem evolucionária de determinado comportamento e seus respectivos processos cognitivos implica em uma certa especialização neural para atender e processar essas competências24,26.

Estudos de lesões cerebrais e de neuroimagem em adultos, crianças e bebês, têm demonstrado existência de redes neuronais especialmente relevantes para os sistemas biologicamente primários, tais como a cognição espacial, números, linguagem, música etc., e alterações congênitas mesmo que sutis desses circuitos podem acarretar um prejuízo do desenvolvimento normal das competências culturalmente adquiridas que deles dependem11. Dentre os principais distúrbios de aprendizagem estão a dislexia do desenvolvimeto, a discalculia do desenvolvimento e o transtorno do déficit de atenção e hiperatividade (TDAH), todos associados a alterações neurológicas sutis de origem genética em um ou mais desses sistemas biologicamente primários, em crianças inteligentes (com QI dentro da média) e com oportunidades socioafetivas e educacionais adequadas11,25.

A percepção e reconhecimento de objetos visuais dependem dos córtices occipito-temporal e temporal inferior e de objetos auditivos dependem dos córtices temporal superior e temporoparietal, ao passo que localização espacial é servida predominantemente por áreas do córtex parietal direito13,14,15. O processamento numérico é crucialmente dependente de um pequeno sulco que separa a parte inferior da superior do lobo parietal, chamado sulco intraparietal, em ambos os hemisférios30. Alterações sutis de origem genético-neurológica envolvendo mais especificamente a região do sulco intraparietal estão associadas a um déficit congênito específico na percepção numérica e aprendizado da matemática escolar, chamado “discalculia do desenvolvimento”, que afeta de 5 a 6 % de crianças que de outra forma são completamente normais27.

Embora envolva ambos os hemisférios, a linguagem depende fundamentalmente dos córtices fronto-temporo-parietais do hemisfério esquerdo em volta da fissura de Sylvius (áreas perisilvianas), um grande sulco que separa o lobo temporal dos lobos parietal e frontal. Mais especificamente, a percepção dos sons da fala ocorre nas áreas auditivas posteriores temporoparietais de ambos os hemisférios, mas com dominância do hemisfério esquerdo, enquanto que o aprendizado fonoarticulatório, a memória de trabalho verbal e a sintaxe dependem da cooperação fundamental de circuitos parieto-frontais predominantemente do hemisfério esquerdo28. O que parece ainda mais fascinante é a descoberta de que em bebês de 3 meses de idade em diante29 essas mesmas áreas linguísticas do córtex temporoparietal e frontal inferior são ativadas pela fala normal, mas não pela fala reversa (uma gravação da fala tocada ao contrário). Alterações genético-neurológicas sutis das áreas linguísticas temporoparietais do hemisfério esquerdo, juntamente com sua hipoativação na leitura durante exames de neuroimagem funcional, parecem estar causalmente ligadas à dislexia do desenvolvimento. A dislexia é um déficit de aprendizagem de origem genético-neurológica que afeta a habilidade de identificar, pronunciar, e/ou entender letras escritas e não atribuível a um déficit cognitivo ou sensorial aparente e nem a problemas socioeconômicos ou afetivos, mas que afeta de 5 a 7% da população (e pode chegar até 20%, dependendo de uma definição mais ou menos conservadora de dislexia e, também, da complexidade ortográfica e fonológica como é o caso da língua inglesa)30.

A imitação está intimamente ligada aos hoje muito famosos “neurônios espelho”. Os neurônios espelho, localizados no córtex pré-frontal inferior do hemisfério esquerdo, conhecido como área de Broca, integram a ação e a percepção e se ativam tanto quando observamos como quando imitamos os outros, tanto em macacos quanto em humanos21.

Os estudos de Meltzoff21 sugerem que a capacidade inicial de imitação servida por esses neurônios espelho é que dá origem a uma habilidade tipicamente humana e muito rara em outras espécies animais, a “empatia” ou “teoria da mente” que é a capacidade de nos colocarmos no lugar do outro e prever seus sentimentos e ações. De acordo com Meltzoff, a teoria da mente é a base da cognição social e tem um papel fundamental no desenvolvimento da linguagem.

Uma tarefa clássica para avaliar a teoria da mente em crianças consiste em apresentá-las uma cena em que uma pessoa (Sueli) coloca uma bolinha em uma cesta e se retira do recinto. Logo depois, uma segunda pessoa (Ana) entra no recinto e muda a bolinha de lugar, colocando-a em uma caixa. Após a primeira pessoa (Sueli) voltar ao recinto, pergunta-se à criança se a Sueli vai procurar a bolinha na cesta ou na caixa.  Normalmente, é somente aos 4 anos de idade que as crianças inferem que a Sueli não sabe que a bolinha foi mudada de lugar e irá procurar a bolinha na cesta onde a tinha colocado12.

Meltzoff propõe que a imitação é inata (neurônios espelho no córtex pré-frontal inferior esquerdo) e precede a teoria da mente fornecendo substrato neural e comportamental a partir do qual a teoria da mente se desenvolve. Mas, depois de desenvolvida, o substrato neural da teoria da mente muda de hemisfério: nos adultos ela está primordialmente ligada a um circuito fronto-parietal direito21. Lesões no córtex parietal direito levam a um estranho sintoma chamado de anosognosia (noso = doença), a perda da capacidade de distinguir entre a perspectiva do “eu” e do “outro” fazendo com que os sujeitos não reconheçam seus próprios déficits motores bem como os de outros pacientes. Já o córtex pré-frontal, na sua parte medial (parte central, interna) é crucial para inferirmos os objetivos dos outros e, portanto, na habilidade de “nos colocarmos no lugar do outro” e cujas lesões acarretam sérios distúrbios de controle dos impulsos e das relações sociais.

Conhecido como a parte racional e social do cérebro, o córtex pré-frontal é a parte evolutivamente mais recente do neocórtex e se comunica com importantes regiões perceptivas por meio de seus neurônios altamente multimodais13. Além de sua extrema importância para a linguagem, o corte pré-frontal é o principal centro do planejamento com vastas áreas dedicadas à memória de trabalho (ou de curto prazo) e outras áreas dedicadas ao controle dos impulsos emocionais e do comportamento social em todos os primatas. Ele ocupa uma porção maior nos primatas do que nos outros animais e maior no cérebro humano do que nos outros primatas24.

Atualmente, sabemos que dois importantes transtornos da infância, o autismo e o transtorno do déficit de atenção e hiperatividade (TDAH), estão relacionados a fatores neurobiológicos, particularmente alterações dos circuitos pré-frontais acima descritos, subjacentes à cognição social. Antes, acreditava-se que o autismo, caracterizado por significativas dificuldades na interação social e comunicação e interesses restritos, apesar de inato, seria exacerbado por pais insensíveis, excessivamente intelectuais e meticulosos e, principalmente, por uma mãe fria, também chamada de “mãe-geladeira” (p.527)12. Entretanto, hoje sabemos que as crianças autistas apresentam prejuízos no desenvolvimento da teoria da mente e não conseguem ser bem sucedidas na tarefa da Sueli e Ana acima descrita12,21. Déficits estes decorrentes de sua fraca capacidade de imitação, associada a uma clara disfunção dos neurônios espelho na área de Broca, e disfunção de outras áreas do córtex pré-frontal envolvidas no processamento das emoções21,31.

O TDAH é um distúrbio do desenvolvimento que está relacionado ao sistema atencional e às habilidades sociais, cujos principais sintomas podem ser agrupados em três categorias: inatenção, hiperatividade e impulsividade. O TDAH é o transtorno neuropsquiátrico mais comum na infância e afeta de 3 a 5% de todas as crianças, sendo 2 a 3 vezes mais frequente nos meninos. Juntos, estudos com modelos animais, estudos sobre os mecanismos de ação dos fármacos eficazes para o tratamento dos sintomas do TDAH, em especial do metilfenidato, bem como estudos neuroanatômicos, todos sugerem fortemente que mecanismos dopaminérgicos (neurônios cuja atividade depende do neurotransmissor dopamina) no córtex pré-frontal e áreas subcorticais subjacentes (gânglios da base) estão causalmente ligados ao TDAH12,25.

De um modo geral, a natureza genética desses distúrbios, como a dislexia e o TDAH, é sustentada por estudos de agregação familiar. Por exemplo, a incidência do TDAH aumenta muito em familiares de primeiro grau daqueles que apresentam o distúrbio, quando comparada à população geral que é de no máximo 6%. A incidência é em torno de 32% para irmãos e gêmeos diferentes (dizigóticos ou perivitelínicos) e de 55% em gêmeos monozigóticos (univitelínicos).

 CONSIDERAÇÕES FINAIS 

Quanto mais conhecemos sobre os mecanismos de nosso pensamento e seus correlatos neurais, torna-se cada vez mais claro que a concepção clássica de descontinuidade ou de rupturas fundamentais entre a cognição humana e a cognição animal, bem como entre a criança nova e o adulto humano, é extremamente equivocada. Que essa diferença parece estar estreitamente relacionada não somente aos aspectos ambientais, mas também a aspectos genético-neurológicos, é indiscutível há mais de 30 anos. O que sabemos até agora é que os déficits de aprendizagem que ocorrem independentemente de uma inteligência normal e de oportunidades socioculturais e educacionais adequadas possuem uma base genético-                -neurológica e são passíveis de detecção e de intervenção.

É sumamente importante que pais e, principalmente os profissionais envolvidos na educação, aprendam os aspectos básicos subjacentes ao desenvolvimento cognitivo e aos transtornos de aprendizagem. Nosso objetivo neste capítulo foi fornecer uma visão geral e mais ampla que esclareça essas questões. O conhecimento dos princípios subjacentes ao desenvolvimento cognitivo e ao aprendizado de certas disciplinas acadêmicas permite a melhora não somente do ensino, mas também proporciona uma percepção mais aguda no rastreamento e intervenção precoce de eventuais transtornos de aprendizagem nas crianças. Esse é um assunto que será abordado com propriedade em outros capítulos deste livro.

 

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PAULO ESTEVÃO ANDRADE Professor de Neurociência Cognitiva e Pedagogia Musical da Fundação para o Desenvolvimento do Ensino, Pesquisa e Extensão (FUNDEPE) da Faculdade de Filosofia e Ciências da UNESP de Marília. Atualmente, desenvolve trabalhos sobre “Neurocognição Musical” e “Música e Emoções” em parceria com a Universidade de Londres e “Música, Linguagem e Dislexia” com a Universidade de Harvard. É membro dos Grupos de Pesquisa “Neurociências e Comportamento: Memória, Plasticidade, Envelhecimento e Qualidade de Vida” e “Linguagem, Aprendizagem, Escolaridade” da FFC/UNESPda Faculdade de Filosofia e Ciências – FFC/UNESP – Campus de Marília e , Campus de Marília.

 

OLGA VALÉRIA CAMPANA DOS ANJOS ANDRADE Graduada em Educação Artística pela Universidade Estadual de Londrina (1987), pós-graduação lato sensu em nível de especialização na área de psicopedagogia pelo Instituto Brasileiro de Pós-graduação e Extensão de Curitiba-PR (2001). Mestrado em Educação, Neuropsicolinguistica e Dificuldades de Aprendizagem pela Universidade Estadual de São Paulo, UNESP/Maríia (2010). Membro do Grupo de Pesquisa do CNPq Linguagem, Aprendizagem, Escolaridade liderado pela Profa. Dra. Simone Ap. Capellini (FFC/UNESP). Atua na educação infantil e ensino fundamental há 25 anos. Há 11 anos é coordenadora pedagógica do 2o ao 5o anos do ensino fundamental.

OLGA VALÉRIA CAMPANA DOS ANJOS ANDRADE
Graduada em Educação Artística pela Universidade Estadual de Londrina (1987), pós-graduação lato sensu em nível de especialização na área de psicopedagogia pelo Instituto Brasileiro de Pós-graduação e Extensão de Curitiba-PR (2001). Mestrado em Educação, Neuropsicolinguistica e Dificuldades de Aprendizagem pela Universidade Estadual de São Paulo, UNESP/Maríia (2010). Membro do Grupo de Pesquisa do CNPq Linguagem, Aprendizagem, Escolaridade liderado pela Profa. Dra. Simone Ap. Capellini (FFC/UNESP). Atua na educação infantil e ensino fundamental há 25 anos. Há 11 anos é coordenadora pedagógica do 2o ao 5o anos do ensino fundamental.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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