Neurodesenvolvimento e neuroplasticidade-parte 3: linguagem e inteligência-uma revisão de Piaget- por Paulo Estevão Andrade, Joel Cavalheiro Martins Junior e Alfred Sholl Franco

Neurodesenvolvimento e períodos críticos

 

 

Ao longo do crescimento, o ser humano muda significativamente, em especial no que se refere à sua cognição. Durante a infância ocorre um ajuste no número de neurônios (poda neuronal) e aumento da sinaptogênese, favorecendo a aprendizagem de novas informações. Já durante a adolescência, ocorre um refinamento sináptico, com eliminação de sinapses ineficientes” e aumento da mielinização. A taxa de aprendizagem de novas informações diminui mas a capacidade de usar e elaborar o que já foi aprendido aumenta.

Períodos críticos são fases de desenvolvimento, nas quais alguns sistemas neurais estão mais suscetíveis à plasticidade. Há duração e início específicos para cada sistema em dependência da idade e da exposição à experiência. Sem ativação neural, o sistema fica em um estado de espera com desenvolvimento inadequado. Por outro lado, ambientes enriquecidos podem prolongar o período de maior plasticidade.

A competição funcional entre inputs, através de uma variedade de mecanismos moleculares e de mudanças de padrões de atividade elétrica neuronal, leva à consolidação estrutural de determinadas vias, de modo que, nos períodos críticos de desenvolvimento, diversas habilidades são aprendidas devido à situação de “labilidade” do sistema nervoso, ou seja, ao estágio de formação de conexões sinápticas e de atividade molecular que especificam e determinam o padrão de conectividade neural.

 

Os períodos críticos são influenciados pela atenção e motivação e, embora existam períodos em que determinadas aprendizagens podem ocorrer de forma ideal, nada impede que as mesmas possam ocorrer no futuro, ao custo de esforços maiores. Por exemplo: o aprendizado de uma língua estrangeira.

 

 

 

Maturação de circuitos visuais subcorticais

 

A região da fóvea é imatura ao nascimento enquanto que a retina periférica é mais desenvolvida. Portanto o recém nascido possui uma visão mais periférica.

O núcleo geniculado lateral do tálamo tem crescimento rápido nos primeiros 6 meses e o nervo óptico se mieliniza completamente até os 2 anos de idade. Já as estruturas corticais relacionadas à atenção visual desenvolvem-se primeiramente e, dessa forma, a resposta visual a estímulos está presente nos recém-natos muito mais intensamente do que sua capacidade de processar essa informação em detalhes e de associá-la ao contexto.

Com 1 mês de vida as crianças tendem a fixar o olhar em objetos; com o desenvolvimento das conexões do córtex estriado com o giro temporal médio, a criança passa a adquirir, por volta dos 2 meses de idade, a capacidade de procurar objetos em movimentos oculares de perseguição. Finalmente, com o desenvolvimento de conexões com o córtex ocular frontal (córtex frontal dorso-lateral), as crianças já conseguem realizar movimentos antecipatórios com os olhos.

 

 

 

Desenvolvimento perceptivo e cognitivo: visão clássica de Jean Piaget e sua revisão

 

A maturação de uma determinada função cognitiva está relacionada com um estagio específico de desenvolvimento neural. Por exemplo, a habilidade numérica se correlaciona com a mielinização de axônios aferentes e eferentes de áreas corticais especificas, que ocorrerá durante um período previsto biologicamente. Piaget acreditava que crianças em idade pré-escolar e escolar perceberiam e compreenderiam o mundo de forma diferente dos adultos. Ele classificou o desenvolvimento cognitivo em 4 estágios:

Do nascimento ate os 2 anos de idade_ estagio sensório-motor: A criança interagiria com o mundo dos objetos a partir de esquemas de ação sensório-motora ainda primitivos originados dos reflexos inatos (ver, agarrar, sugar, mover e se mover, etc.). Nessa fase o bebê interagiria com os objetos somente no aqui e agora e quando removidos de seu campo visual o bebê não mais os procuraria, sugerindo, conforme a interpretação de Piaget, que nesta fase os objetos deixariam de existir para a criança quando fora de qualquer contato sensorial. Isto é, não haveria “permanência do objeto” e, portanto, não haveria memória nem pensamento. De fato, experiências mostram que esconder um objeto de uma criança neste período do desenvolvimento pode levá-la a achar o esconderijo, mas, se depois de feito isso várias vezes o objeto for escondido em local diferente, ainda que a criança veja este ato, ela continuará procurando no esconderijo antigo. O fim dessa fase seria marcado pelo fato de a criança passar a associar o estimulo visual com a cognição e achar então o segundo esconderijo.

Criticas a este modelo são apresentadas, pois há evidências a favor de algum grau de integração sensorial já nesta fase sensório-motora: Crianças, ao ouvirem algum som, conseguem associá-lo com o campo visual de onde o mesmo procede (integração sensorial visual e auditiva), ou, num outro exemplo, crianças preferem assistir a filmes que mostram sincronicamente pessoas articulando os lábios e  o som de suas falas a filmes nos quais a movimentação dos lábios e o som das vozes é exposto fora de sincronia.

Uma nova explicação proposta para o comportamento de a criança procurar o objeto no primeiro esconderijo, apesar de ter visto que foi colocado em um novo lugar, é a incompleta mielinização do lobo pré-frontal, que leva ao comportamento de perseveração motora.

Dos 2 aos 6 anos de idade, no estagio pré-operacional, a criança adquiriria a permanência do objeto e começaria a pensar sobre eles na sua ausência, mas ainda não conseguiria pensar nas suas propriedades, ou em duas dimensões. Ela não poderia entender que se alongarmos as massinhas ou aumentarmos o comprimento de fileiras com o mesmo número de elementos as quantidades permanecem as mesmas. A criança não teria noção de conservação de quantidade. De fato, em seus experimentos, Piaget verificou que, quando colocava 2 vidros de mesmo volume, sendo um alto e fino e outro baixo e largo, a criança sempre apontava para o alto como aquele de maior volume.

No terceiro estágio, o operacional concreto (entre 6 e 12 anos), a criança já teria conquistado o conceito de reversibilidade, a coordenação entre dimensões distintas como comprimento e massa e a plena noção de número, mas só em situações que pudesse vivenciar concretamente A capacidade de representar e operar mentalmente em um nível totalmente abstrato com objetos hipotéticos_ um requisito essencial a uma capacidade sofisticada de previsão e planejamento que caracteriza o pleno desenvolvimento do programa lógico-matemático mental e reestruturável de Piaget_ surgiria somente por volta dos 11-12 anos no estágio operatório formal.

 

Neurodesenvolvimento os bebês já nascem muuuuuuito inteligentes!!!!!

                   Os bebês já começam a ouvir no útero a partir do quarto mês e no sexto mês de gestação, os nervos do sistema auditivo já começam a se mielinizar completamente. Junte-se a isso o fato das áreas unimodais já estarem plenamente organizadas no nascimento e não será de se estranhar que os bebês já possuam pelo menos um bom grupo de habilidades visuais e auditivas inatas. Além disso, a audição humana parece ser geneticamente determinada para facilitar a percepção da linguagem. Nossa percepção auditiva é mais sensível à faixa de freqüência que vai dos 20/20 Hz na faixa do grave até 16 a 20 kHz na faixa dos sons agudos, uma gama de freqüência muito próxima dos sons da fala que está entre 100 Hz e 10 kHz (Northern & Downs, 2005).

De fato, os bebês já são capazes de discriminar 64% dos fonemas ainda dentro da cavidade uterina e, ao nascerem, já reconhecem o som da mãe e discriminam diferentes tipos de prosódia da fala (ritmo e entonação da linguagem),, dando respostas diferenciadas de sucção (Northern & Downs, 2005, veja também Andrade, 2006 a,b). Outra grande descoberta da ciência é queda da crença clássica de que os cinco sentidos vinham completamente descoordenados ou desintegrados no nascimento. Hoje sabemos que as áreas de associação transmodal parecem estar ativas desde o nascimento e os bebês podem integrar informação de modalidades sensoriais diferentes. Não é surpreendente, portanto, que os bebês já nasçam com uma ‘predisposição’ para o aprendizado da linguagem oral, tanto nos seus aspectos perceptivos, como sociais. De um lado as capacidades perceptivas inatas facilitam o aprendizado dos aspectos fonológicos da língua, ao passo que as capacidades sociais representadas principalmente pela habilidade inata da imitação são responsáveis tanto pelos aspectos de comunicação e significado.

Nos últimos 25 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. Para eliminar quaisquer experiências de aprendizado, Meltzoff & Moore (1983, 1989) testaram a imitação facial em uma grande amostragem de neonatos (n=80). 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 (Meltzoff & Moore, 1997), 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 (Meltzoff & Moore, 1977). Suas respostas são acuradas, os resultados mostram que os bebês não confundem nem suas ações nem as partes do corpo. Este esquema supramodal inato, que permite uma representação que liga as informações visuais, auditivas, motoras e a propriocepção (Meltzoff, 1999), indica que as áreas transmodais do córtex parietal já vêm prontas e funcionais de fábrica, e também que os bebês não são organismos sensório-motores que operam unicamente a partir das ações, como antes acreditava o grande psicólogo suíço Jean Piaget, mas sim são um organismo representacional desde o nascimento (Meltzoff, 1004).

Além da imitação e da integração multimodal das informações, os bebês possuem outras habilidades básicas inatas bastante surpreendentes, descobertas graças a novos métodos de pesquisa. Piaget declarou que o primeiro ano de vida ainda era um abismo de mistérios para o psicólogo e que “Se nós apenas soubéssemos o que está acontecendo na mente de um bebê enquanto o observamos em ação, nós, certamente, entenderíamos tudo o que há sobre psicologia.” (Jean Piaget). Numa nova técnica chamada de habituação 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 diminui sensivelmente seu tempo de olhá-lo. Ao mostrar-se 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 no estímulo novo, isso significa que houve “desabituação”, ou seja, que o bebê discriminou as diferenças existentes entre o primeiro e o segundo estímulo. Descobriu-se assim 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. No mesmo tipo de teste com padrões nítidos de preto e branco, e com padrões de cinza, fixou-se pequenos eletrodos indolores na parte posterior da cabeça (logo acima da nuca) perto do córtex occipital (visual). Pelas ativações eletrofisiológicas verificou-se que os bebês têm pouca acuidade visual quando recém nascidos, a qual se desenvolve juntamente com o desenvolvimento do córtex visual e dos cones, sendo estes últimos responsáveis por absorver a luz e detectar detalhes da imagem. A acuidade visual aumenta rapidamente nos primeiros seis meses chegando aos níveis adultos por volta de 1 ano de idade. Por outro lado, o desenvolvimento da percepção de profundidade está ligado ao desenvolvimento da disparidade binocular nos bebês que aos 3 meses, já podem fixar binocularmente (dirigir ambos os olhos para o mesmo lugar) e desenvolvem a percepção de profundidade entre os 3,5 e os 6 meses. A maturação do córtex visual aos 3-4 meses permite a súbita capacidade de usar a disparidade binocular para perceber a profundidade (Andrade, 2006a; veja Gazzaniga & Heatherton, 2005, pp.345-349).

Graças ao método de habituação e outras novas técnicas de investigação comportamental dos bebês, as duas últimas décadas têm presenciado evidências notáveis de capacidades muito precoces em bebês muito novos e até mesmo recém-nascidos. Hoje, sabe-se que os bebes já possuem uma percepção dos números, do comportamento dos objetos no espaço, e dos sons lingüísticos e musicais, muito precoce. Bebês de apenas alguns dias a 10 meses já possuem a permanência do objeto (pensa que um objeto recentemente retirado de seu campo visual ou encoberto por um anteparo ainda continua a existir) juntamente com uma percepção numérica supramodal, e são capazes de distinguir entre diferentes arranjos numéricos de pontos contendo até 3 elementos, sejam objetos, formas em movimento, ou sílabas (veja Andrade & prado, 2003; Andrade, 2004; Andrade, 2006 a,b).

 

Desenvolvimento Cognitivo-Linguístico

                   Vimos que o conceito é, pelo menos em boa parte, separado da linguagem, sem menosprezar o alto poder da linguagem de relacionar e construir conceitos mais complexos. Por exemplo, Susan Carey do departamento de estudos desenvolvimentais da Harvard, relacionou cuidadosamente as representações espontâneas do mundo na criança com os aspectos universalmente distribuídos na estrutura lexical (sintática e semântica) das línguas, tais como as distinções singular/plural, quantificadores (um, uns, outro ou outros, alguns, poucos, muitos), e outros. Carey concluiu que a eficiência com que as crianças adquirem em média 10 novas palavras por dia na infância se deve a uma arquitetura cognitiva pré-lingüística que permite a rápida indução entre os rótulos verbais e os conceitos contidos ou formados neste sistema cognitivo pré-verbal (Carey, 1997). Há um número crescente de evidências apontando que o pensamento precede a linguagem no desenvolvimento, de modo que nascemos com um grupo de conceitos universais independentes da linguagem, os quais dão significado às palavras. Mas esta arquitetura cognitiva pré-verbal, e em parte universal, não exclui o fato de o contexto cultural das diferentes línguas do mundo serem capazes de combinar de forma particular, ou reforçar de forma diferente, cada um desses conceitos (Li &Gleitman, 2002; Hespos & Spelke, 2004).

Mas então como a linguagem se desenvolve de modo que as crianças vão associando conceitos aprendidos e palavras?

 

As evidências para uma percepção e aprendizado precoce da fonologia da língua foram detalhadas e expandidas na universidade de Seatle em Washington, EUA, pela psicóloga Patrícia Kuhl que desenvolveu um estudo, no qual as crianças ouviam as mais diversas combinações entre vogais e consoantes das mais diversas línguas. Num delineamento experimental criativo e revolucionário desenvolvido por Kuhl e colegas, a criança se habitua a uma combinação fonêmica consoante-vogal e sempre que um dos fonemas dessa combinação mudava um ursinho de brinquedo se iluminava e dançava. Este procedimento permitiu verificar que os bebês discriminavam entre diversos tipos de fonemas, pois aprenderam rapidamente a olhar antecipadamente para o ursinho antes que ele começasse a funcionar sempre que ocorria uma mudança fonêmica. Patrícia Kuhl confirmou que os bebês até os quatro meses de idade distinguem entre as todas as categorias fonêmicas do mundo (aproximadamente 150), mas que aos seis meses de idade iniciam um processo de declínio nesta discriminação fonêmica universal na direção de uma especialização para a discriminação dos fonemas da língua mãe, que culmina aos 12 meses numa especialização total só distinguindo entre categorias fonêmicas da língua mãe (Kuhl et a, 2001). Isto indica que já aos 6 meses eles já começam a discernir os sons que eles irão precisar mais tarde para falar sua própria língua.  Mas as pesquisas dos últimos vinte anos vão além e mostram como os bebês aprendem a detectar palavras naquela enxurrada contínua de combinações fonêmicas da fala. Embora, ao ouvirmos uma língua estrangeira não percebemos palavras individuais, mas somente um fluxo contínuo de sons verbais sem nenhuma pausa entre uma palavra e outra, os estudos mostram que os bebês podem analisar estatisticamente as combinações mais freqüente de fonemas no meio de toda aquela enxurrada de sons da fala e aprender “os sons candidatos a palavras”. Outra descoberta formidável, e até mesmo intuitiva que todas as mães já se deram conta: a partir dos oito e nove meses a compreensão dos sons da linguagem já é mais evidente e eles olham para uma bola quando ouvem o som “bola”, mostrando uma compreensão rudimentar das palavras de modo que sua atenção aos objetos pode ser induzida tanto por tons (sons não verbais) quanto por palavras (Fenson et al., 1994; Bates et al., 2004). Essa capacidade de compreensão provém não somente da capacidade simbólica precoce, mas depende crucialmente das influências sociais uma vez que estudos mostram que os bebês aprendem mais facilmente uma nova palavra em contextos de interações sociais reais do que através da exposição áudio-visual; e sua fala é mais fortemente influenciada pelas pessoas mais próximas como a mãe, uma forma de aprendizado social similar à dos pássaros. Finalmente, o aprendizado da linguagem provoca alterações neurais no cérebro altamente moldando circuitos especialmente dedicados à sua língua nativa, facilitando sobremaneira o aprendizado de padrões lingüísticos similares à ela e dificultando o aprendizado de padrões distintos na medida em que o indivíduos amadurece (Kuhl, 2004). É por isso que temos dificuldade em pronunciar certos fonemas do Inglês, como ‘th’ com a língua entre os dentes e os japoneses adultos não conseguem pronunciar o ‘l’ e o ‘g’ pronunciando ‘rarandia’ ao invés de ‘laranja’.

 

 

 Estágios neurobiologicamente pré-estabelecidosde aquisição da linguagem 

É um aprendizado inato presente em todas as culturas humanas e que, apesar da enorme diversidade de idiomas, apresenta elementos fonéticos, semânticos e gramaticais que seguem padrões universais. A linguagem é adquirida em estágios neurobiologicamente pré-estabelecidos:

Com 1 ano de vida geralmente a criança fala suas primeiras palavras, nos outros 6 meses aprende cerca de 50 palavras que se referem a objetos de seu dia a dia. Nos próximos 6-12 meses essa aquisição se acelera tremendamente com cerca  de um acréscimo de 7 a 9 palavras por dia.

Em crianças menores de um ano, a resposta neural  à linguagem é locaizada nos dois hemisférios cerebrais, a partir desta idade crítica de um ano, a função linguística passa a se concentrar em somente um dos lados (em 85% das pessoas  no hemisfério esquerdo).

Em seqüência, na idade de 3-4 anos, a criança começa a ser capaz de juntar palavras e formar frases simples e, em seguida, mais elaboradas. O conhecimento gramatical intuitivo (por exemplo, ao ouvir um relato, saber quem fez e quem sofreu uma determinada ação, saber quando um verbo denota passado, ou quando denota futuro, etc.) é aprendido no começo da vida e se difere totalmente de um aprendizado de língua estrangeira, que se baseia em ensinamentos de regras e treinamento formal fora de um período critico.

Paulo Estevão de Andrade-neurocientista-UNESP

Joel Cavalheiro Martins Junior- médico-VIIIa turma-UFGD

Alfred Sholl Franco-professor associado UFRJ

 

Bibliografia recomendada:

ANDRADE, P. E.; KONKIEWITZ, E.C. Brain and the music: a window to the comprehension of the interactive brain functioning. Ciências & Cognição (UFRJ)                         , v. 16, p. 136-164, 2011.

ANDRADE, P. E. Uma abordagem evolucionária e neurocientífica da música. Neurociências, v. 1, n. 1, jul./ago. 2004.

FERGUSON C.A., MENN L., STOEL-GAMMON C. (Eds.), Phonological Development: Models, Research, Implications, York Press, Timonium, MD (1992).

KUHL, PK. Early language acquisition: cracking the speech code. Nat. Rev. Neurosci., 5 (2004), pp. 831–843.

A.N. MELTZOFF, J. DECETY. What imitation tells us about social cognition: a rapprochement between developmental psychology and cognitive neuroscience. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci., 358 (2003), pp. 491–500

A.N. MELTZOFF, P.K. KUHL, J. MOVELLAN, T. SEJNOWSKI. Foundations for a new science of learning. Science, 17 (2009), pp. 284–288