Esta maravilhosa máquina que nos faz humanos: Princípios do funcionamento do sistema nervoso- um texto para educadores-por Elisabete Castelon Konkiewitz

Noções de neurofisiologia

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Vamos agora nos arriscar numa tentativa de compreensão de como funciona o nosso sistema nervoso. Existem algumas “leis” de funcionamento que valem para todas as células e para todos os circuitos neurais, sejam eles responsáveis pela motricidade, sensibilidade, pensamento abstrato, sentimento de raiva, etc.

Em primeiro lugar é importante saber que todas as células se comunicam com outras. Seja um estímulo doloroso, ou o comando para a contração de um músculo, ou uma idéia genial_ por trás de todos estes fenômenos está a comunicação entre células nervosas (neurônios). São cerca de 100 bilhoes de neurônios, sendo que cada um se comunica com mais de 10.000 outros.

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Neurônio

Como veremos adiante com mais detalhes, cada vez que um deles é estimulado, mandará uma mensagem para os outros seus vizinhos, através de impulso elétrico e de mensageiros químicos. Quanto maior a freqüência, na qual dois neurônios “conversam um com o outro”, mais “amigos” eles ficam e mais eficientemente trabalham em conjunto. O aprendizado e a memória dependem da formação desta amizade.

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sinapse entre dois neurônios

Temos que imaginar este sistema como uma rede, um emaranhado enorme de fios de condução elétrica com vários circuitos paralelos trabalhando simultaneamente.

Um circuito pode ser independente de um outro, mas estar em íntima relação com outros. Assim, por exemplo, os circuitos relacionados à sensação de dor e os circuitos relacionados às emoções influenciam-se mutuamente, ambos, porém, não interferem (pelo menos, não diretamente) no circuito relacionado à compreensão da linguagem.

Como exposto acima, a base da comunicação é elétrica e química. Assim, um estímulo, seja uma picada dolorida, um cheiro agradável, ou uma música, será sempre levado da periferia (órgão sensorial : pele, olhos, narinas, papilas gustativas, ouvidos) até o SNC por um nervo, que funciona como um fio condutor.

As células receptoras da periferia (por exemplo, as células da retina) têm a capacidade de mudar a sua polarização devido a um estímulo específico. Existem na sua superfície receptores para este tipo de estímulo, os quais, quando estimulados, desencadeiam uma seqüência de fenômenos relacionados à entrada de íons sódio para o interior da célula, tornando-o positivo em relação ao meio extracelular. Este fenômeno é chamado despolarização. Quando a despolarização acontece em intensidade suficiente para atingir um limiar de positividade no interior da célula, um mecanismo autônomo e irreversível é desencadeado: de repente uma quantidade enorme de sódio entra na célula até um “ponto de saturação”, quando então os mesmos canais de sódio que se abriram começam a se fechar sozinhos, revertendo todo o processo e trazendo a célula para a sua polaridade inicial de repouso. Neste momento, no entanto, esta despolarização já está se propagando, caminhando ao longo da fibra nervosa e despolarizando outros segmentos, sempre no mesmo sentido. Este potencial capaz de se propagar é o potencial de ação.

Quando a fibra nervosa termina e chega o momento de transmitir a mensagem para o próximo neurônio, a transmissão do potencial de ação se encerra, pois os neurônios não estão “grudados” uns nos outros. Existe uma fenda que os separa: a fenda sináptica. A comunicação acontece não mais elétrica, e sim quimicamente, ou seja, o neurônio libera na sua terminação uma substância para o interior da fenda sináptica, sendo que o próximo neurônio tem na sua superfície vários receptores, nos quais esta substância se encaixa.  Uma vez encaixada (é como se um pé entrasse no sapato) esta substância faz com que o seu receptor se deforme e desencadeie reações dentro deste próximo neurônio, transmitindo assim a mensagem “para frente”. Esta comunicação química entre os neurônios recebe o nome de sinapse. As substâncias são os neurotransmissores, dos quais há diversos tipos com as mais diferentes ações, podendo eles ser excitatórios ou inibitórios. Dopamina, noradrenalina, serotonina, substância p, beta-endorfina, acetilcolina, aspartato, glutamato, glicina, ácido gama-amino-butírico (GABA) são apenas alguns exemplos de substâncias que atuam no sistema nervoso como neurotransmissores.

Mas, se a passagem de informação sempre se dá da mesma maneira através do mesmo tipo de impulso elétrico, como pode o nosso SNC saber quando se tratou de um estímulo visual, doloroso, térmico, auditivo, etc?

Isto só é possível, porque cada tipo de estímulo tem a sua via própria e chega ao seu ponto final específico, ou seja, a uma área do cérebro que interpreta tudo que chega até ela como correspondente a este estímulo. Por exemplo, o córtex somatosensorial mostra-se dividido em colunas de células, sendo que os neurônios de uma determinada coluna, quando estimulados, levam sempre a um mesmo tipo de sensação (tato, ou vibração, ou calor, etc) em uma determinada área.  Este é o processo de percepção.

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gráfico mostra mudança da diferença de potencial (voltagem) entre o meio intracelular (interior do neurônio) e o meio extra-celular no decorrer do tempo. Ocorre geração do potencial de ação a partir do repouso (despolarização) e depois repolarização.

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As diferentes percepções são integradas para, num resultado final, compor a representação de um objeto. Assim, a imagem de um objeto é constituída por vários elementos apreendidos em partes diferentes do cérebro e então unidas como num quebra-cabeça. Por exemplo, a imagem de um rosto: as informações de cor, profundidade, tamanho, distância vão para áreas distintas do córtex visual e de lá para uma segunda região (córtex visual associativo), onde todas elas montam em conjunto a representação mental do objeto visto. Esta representação pode então ir para uma outra instância, onde será elaborada uma resposta a este estímulo visual. Por exemplo, caso se trate da imagem de um leão, as diferentes informações compõem uma representação em forma de imagem visual, que então é, por sua vez, transmitida para uma outra área (córtex associativo têmporo-occipto-parietal), que realiza todo um processo complexo de comparação, no qual a imagem presente é comparada a representações mentais pré-existentes e àquilo que delas se sabe. Somente então é que o leão é apreendido no seu significado como animal selvagem e perigoso. Mas, para que haja a reação de fuga, ainda é preciso que esta informação atinja regiões do cérebro responsáveis pela motricidade. Aqui também ocorre uma hierarquia em termos de complexidade, sendo que algumas áreas são diretamente responsáveis por movimentos musculares, enquanto outras se relacionam com a elaboração de padrões de movimentação. São estas áreas que já têm todo o programa da sequência de movimentos necessária para a corrida, ou o pedalar, ou o nadar, etc.

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cortex parietal

É fascinante ter consciência da velocidade com a qual todas estas informações são transmitidas, de quão pouco tempo decorre entre a visão do leão e o início da fuga!

Houve neste breve período sensação visual, percepção de objeto, reconhecimento do seu significado e resposta motora adequada.

Concluindo, o córtex cerebral é dividido em áreas. Existem as áreas motoras e as sensoriais, que podem ser primárias e secundárias. Assim existe o córtex visual primário e o córtex visual secundário. O primeiro recebe todas as informações visuais e o segundo as reúne. Da mesma forma existe o córtex auditivo primário, onde cada coluna de células reage a uma freqüência de som e o córtex auditivo secundário, que reúne as informações auditivas, como ritmo, tonalidade, frequência, melodia, etc. Em relação às áreas motoras, como foi explicado acima, há também uma hierarquia, onde o córtex motor secundário (área motora suplementar, córtex pré-motor) planeja os movimentos e o primário determina sua execução.

 

 

O princípio de localização (localizacionismo), ou melhor , da organização modular das funções cerebrais:

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areas-do-cortex-cerebral

Cada área do SNC tem uma função específica. Mas, atenção! Não existe uma área da linguagem, outra do amor, outra da memória. Como o exemplo acima já mostrou, os processos complexos são divididos em partes. Por exemplo, a linguagem é composta pela compreensão do significado das palavras, expressão verbal, melodia, etc. Com isto cada área estará relacionada a um aspecto da linguagem e é preciso que elas trabalhem simultaneamente e estejam interligadas (conectividade)

Wernicke descobriu que existe uma organização modular da linguagem no cérebro, constituída de centros de processamento em série e em paralelo com funções mais ou menos independentes. Agora reconhecemos que todas as habilidades cognitivas resultam da interação de muitos mecanismos de processamento simples distribuídos em diversas regiões do cérebro. Assim as regiões do cérebro não estão relacionadas com faculdades mentais, mas com operações de processamento elementares. ). O sistema nervoso é então como uma grande fábrica, dividida em diferentes departamentos, cada um responsável por um tipo de produção. Cada departamento, por sua vez possui várias linhas de montagem, as quais trabalham simultaneamente , mas também seqüencialmente. Existe então hierarquia, comunicação entre as partes, mas ao mesmo tempo uma separação e uma especificidade nas tarefas.

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A lesão de uma única área não necessariamente resulta na perda total de uma faculdade. Mesmo que um comportamento desapareça no início, ele pode retornar parcialmente assim que as partes ilesas do cérebro reorganizem as suas conexões.

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Assim não é conveniente representar processos mentais como uma série de ligações em cadeia, porque em tais arranjos o processo entra em colapso quando uma única ligação é quebrada. A comparação melhor e mais realista é pensar nos processos mentais como várias linhas de trem que desembocam num mesmo terminal. Se houver um bloqueio na estação São Joaquim, a sua comunicação com a praça da Sé ficará interrompida, mas seria então possível criar uma nova linha que unisse diretamente a Praça da Sé à Estação Vergueiro. Deste modo, um problema em uma única ligação na via afeta as informações levadas por ela, mas não necessariamente interfere de forma permanente no sistema. As partes restantes do sistema podem sofrer modificações para acomodar o tráfego extra depois do colapso de uma linha.

Hoje sabemos que as funções cognitivas, o desempenho intelectual, não se relacionam com o tamanho, ou o peso do cérebro e sim com a densidade das conexões sinápticas. Assim um grande gênio da matemática pode ter um cérebro de tamanho mediano. O seu córtex parietal (área associada às funções viso-espaciais), no entanto poderá perfazer uma área maior, ou seja, haverá mais neurônios ativos e participantes do processamento de operações matemáticas e estes apresentarão maior número de sinapses entre si, estas serão mais ativas, mais efetivas e terão um nível metabólico mais alto.

 

Neuroplasticidade, aprendizado e memória: 

Como o próprio termo indica, neuroplasticidade é a capacidade do sistema nervoso central de reorganizar-se, remodelar-se, adquirir novas capacidades, novos conteúdos, ou realizar uma função utilizando novos circuitos neuronais.

“Plasticidade cerebral refere-se a alterações funcionais e estruturais nas sinapses como resultado de processos adaptativos do organismo.” (M. L. Brandão).

A neuroplasticidade é a base do aprendizado. Tomando um exemplo concreto: uma pessoa é treinada a datilografar. O comportamento observado é o de aumento gradativo da rapidez e da precisão dos movimentos dos dedos. Esta melhora de desempenho é resultado de mudanças na estrutura e no funcionamento de áreas do cérebro. Assim as sinapses das áreas ligadas à coordenação e aos movimentos assimétricos das mãos tornam-se mais ativas, mais rápidas e também em número maior. Isto faz com que estas áreas de fato cresçam !!! ATENÇÃO: isto não significa nascimento de novos neurônios, mas sim recrutamento de neurônios já existentes desde o nascimento para participarem desta atividade. Os mecanismos envolvidos nestas alterações são bastante complexos, mas a grosso modo, podemos expor o seguinte:

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Sinapse

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neuroplasticidade sináptica

Um treinamento se inicia (datilografia). Isto faz com que determinadas vias sinápticas comecem a ser bastante requisitadas. Então, os genes que codificam as enzimas necessárias para a formação das substâncias neurotransmissoras utilizadas nestas sinapses, assim como os genes que codificam as proteínas neuroreceptoras (as moléculas nas quais os neurotranmissores se encaixam) serão lidos mais intensamente, ou seja serão mais expressos. Com isso, ocorrerá maior formação de neurotransmissores, assim como de receptores para os mesmos. O resultado é que a sinapse torna-se cada vez mais eficaz e mais rápida, pois um único potencial de ação leva à liberação de maior número de neurotransmissores, que por sua vez dispõem de maior número de receptores, onde podem se encaixar. Este é o mecanismo de facilitação.

Os neurônios vão também expandindo suas ramificações para outros neurônios, que até então não estavam envolvidos com esta função. São como as raízes de uma árvore, cujos ramos vão crescendo e se subdividindo. A área envolvida na coordenação dos movimentos das mãos vai então aumentando.

Exatamente o oposto à facilitação ocorre na habituação. Aqui a sinapse vai se tornando cada vez mais “fraca”, dispondo de menor quantidade de neurotransmissores e receptores. É o caso de um estímulo que causa no início uma reação intensa e que aos poucos vai sendo cada vez mais ignorado. Um exemplo seria o de uma pessoa que, do seu escritório de trabalho, ouve um tiroteio bem próximo. Este som desencadeia várias reações emocionais, pois é associado a um perigo iminente. Após ser informada, porém, de que se trata de um estúdio de cinema, que acaba de alugar a sala ao lado, esta pessoa vai se acostumando com o ruído, até que passa a ignorá-lo.

A memória está intimamente relacionada ao aprendizado, sendo o armazenamento também resultante da facilitação de vias sinápticas.

 

Linguagem

áreas responsáveis pelo processamento da linguagem

áreas responsáveis pelo processamento da linguagem

A linguagem verbal é uma habilidade inata dos seres humanos. Sua aquisição já está prevista geneticamente no nascimento, havendo áreas e circuitos cerebrais específicos para o seu processamento, sendo estes em mais de 90% das pessoas localizados no hemisfério esquerdo. As áreas análogas do hemisfério direito se relacionam aos aspectos e não-verbais da fala, como a entonação, o colorido emocional e o ritmo.

A linguagem é um comportamento presente em todas as culturas. Desde os aborígenes da Austrália aos esquimós do Alasca, não há cultura humana sem ela. As crianças adquirem a língua de seu meio por simples exposição, sendo que o processo de aprendizagem segue uma sequência universal de desenvolvimento neuropsicomotor. Os passos são os mesmos, independentemente da língua a ser aprendida.  Por volta do primeiro aniversário, as crianças falam suas primeiras palavras. No entanto, o processamento lingüístico se inicia no neonato, que já consegue diferenciar vozes masculinas e femininas e já reconhece a voz de sua mãe. Os sons emitidos por um bebê de 4-6 meses na fase de lalação já possuem características fonéticas de sua língua materna. A compreensão verbal aparece bem antes da expressão.

Por volta do segundo aniversário a velocidade de aquisição de novas palavras aumenta tremendamente, chegando a uma média de 7 a 9 ao dia ! Aos poucos, as crianças começam a combiná-las, formando aos 3- 4 anos de idade sentenças completas.

Esta aquisição é espantosa, posto que acontece sem o menor esforço. As crianças não apenas aprendem novos signos e apreendem o seu significado, mas também assimilam estruturas gramaticais. Assim uma criança alemã de 5 anos já domina naturalmente as regras de sua língua, tarefa esta que pode custar anos de estudo a um adulto.

A explicação para tamanha diferença de desempenho se encontra no neurodesenvolvimento. Como já foi abordado na introdução, existem janelas do desenvolvimento, sendo estas fases específicas, nas quais determinados circuitos cerebrais estão particularmente ativos, ávidos e moldáveis. A janela da linguagem começa a se fechar por volta dos 5-6 anos. É claro que isto não significa que o aprendizado de uma língua não seja mais possível, porém vai exigindo cada vez mais esforço consciente. Esta é a razão de uma criança, via de regra, aprender sem sotaque mais de uma língua quando exposta a elas nos primeiros anos de vida. A nossa percepção auditiva_ a nossa capacidade de distinguir os fonemas_ também sofre mudanças, enquanto o bebê é equipado geneticamente com o potencial para diferenciar todos os sons de todas as línguas, o adulto já moldou o seu cérebro para focar apenas nas diferenças fonéticas que têm importância na compreensão da sua. Assim os chineses não distinguem o “r” do “l”, pois seus circuitos cerebrais apresentam o mesmo padrão de despolarização ao ouvirem os dois fonemas. Sua percepção filtra a diferença.

Embora se trate de uma aquisição natural da criança, os transtornos de linguagem são comuns na infância, podendo envolver os aspectos fonéticos, gramaticais, ou semânticos. A criança deve ser avaliada por otorrinolaringologista, neurologista e fonoaudiólogo, pois várias podem ser as suas causas. O tratamento deve se iniciar precocemente, pois os transtornos de linguagem geralmente comprometem a alfabetização.

Transtornos da linguagem

Os transtornos da linguagem falada englobam o Transtorno da Linguagem Expressiva e o Transtorno Misto da Linguagem Receptivo-Expressiva.

A característica diagnóstica essencial do Transtorno da Linguagem Expressiva é um prejuízo no desenvolvimento da linguagem expressiva com desempenho acentuadamente abaixo do esperado para a capacidade intelectual não-verbal da criança  e do seu desempenho referente à compreensão linguística (desenvolvimento da linguagem receptiva). As dificuldades podem ocorrer na comunicação que envolve a linguagem tanto verbal quanto de sinais. As dificuldades de linguagem interferem significativamente no desempenho escolar ou profissional ou na comunicação social.

As características lingüísticas do  Transtorno da Linguagem Expressiva variam de acordo com sua gravidade e a idade da criança. Essas características incluem uma fala de quantidade limitada, vocabulário restrito, dificuldade em adquirir novas palavras, erros na busca da palavra correta ou de vocabulário, frases abreviadas, estruturas gramaticais simplificadas, variedades limitadas de estruturas gramaticais (por ex., formas verbais), variedades limitadas de tipos de frases (por ex., imperativas, interrogativas), omissões de partes críticas das frases, uso de uma ordem inusitada das palavras e desenvolvimento lento da linguagem. O funcionamento não-lingüístico (medido por testes de inteligência de execução) e as habilidades de compreensão da linguagem em geral estão dentro dos limites normais. O Transtorno da Linguagem Expressiva pode ser adquirido ou evolutivo. No tipo adquirido, um prejuízo na linguagem expressiva ocorre após um período de desenvolvimento normal, em conseqüência de uma condição neurológica ou outra condição médica geral (por ex., encefalite, traumatismo craniano, irradiação).

A característica essencial do Transtorno Misto da Linguagem Receptivo-Expressiva é um prejuízo no desenvolvimento das linguagens receptiva e expressiva, com desempenho acentuadamente abaixo daquele obtido a partir de medições padronizadas da capacidade intelectual não-verbal. Pode haver dificuldades na comunicação envolvendo tanto a linguagem falada quanto a linguagem por sinais. As dificuldades de linguagem interferem no desempenho escolar ou profissional ou na comunicação social. Em presença de Retardo Mental, déficit motor da fala ou sensorial, ou privação ambiental, as dificuldades de linguagem excedem aquelas habitualmente associadas com esses problemas..

Um indivíduo com este transtorno apresenta as dificuldades associadas com o Transtorno da linguagem expressiva (por ex., um vocabulário acentuadamente limitado, erros nos tempos verbais, dificuldade para evocar palavras ou produzir frases com a extensão ou complexidade apropriadas em termos evolutivos, e dificuldade geral para expressar idéias), juntamente com um prejuízo no desenvolvimento da linguagem receptiva (por ex., dificuldade para compreender palavras, frases ou tipos específicos de palavras).

Em casos leves, a dificuldade pode restringir-se à compreensão de determinados tipos de palavras (por ex., termos espaciais) ou enunciados (por ex., orações complexas do tipo “se-então”). Em casos mais severos, pode haver múltiplas deficiências, incluindo uma incapacidade de compreender o vocabulário básico ou frases simples, além de déficits em várias áreas do processamento auditivo (por ex., discriminação de sons, associação, armazenagem, recordação e seqüenciamento de sons e símbolos).

Uma vez que o desenvolvimento da linguagem expressiva na infância se baseia na aquisição das habilidades receptivas, um transtorno puramente da linguagem receptiva praticamente jamais é visto.

O Transtorno Misto da Linguagem Receptivo-Expressiva pode ser adquirido ou evolutivo. No tipo adquirido, ocorre um prejuízo na linguagem receptiva e expressiva após um período de desenvolvimento normal, em conseqüência de uma condição neurológica ou outra condição médica geral (por ex., encefalite, traumatismo craniano, irradiação).

No tipo evolutivo, existe um prejuízo na linguagem receptiva e expressiva não associado com um agravo neurológico de origem conhecida. Este tipo caracteriza-se por um desenvolvimento lento da linguagem, no qual a fala pode começar tarde e atravessar vagarosamente os estágios de desenvolvimento da linguagem.

 

 

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