Dinâmica do Conhecimento


A neuroplasticidade levanta questões sobre a responsabilidade da cultura, do meio e da educação na constituição de indivíduos diferentes. O paradigma atual do cérebro resgata o sentido unificado que permeia organismo, ambiene e aprendizado.

Revista Scientific American - por Mauro Muszkat

Todo conhecimento científico cria metarepresentações: paradigmas e conceitos muito particulares sobre a maneira de encararmos a nós mesmos, nosso cérebro e também o mundo que nos cerca. Somos ao mesmo tempo sujeitos e objetos dessa observação. Além de modelos teóricos, a ciência construiu visões ideológicas do cérebro centradas nesse olhar, metáforas cambiantes como nossa própria visão do Universo.

As metáforas para o cérebro e para o desenvolvimento estão em constante recriação e mudança. Na concepção medieval, marcada pela valorização do espiritual e do secular, o eu "singular" não era separado do mundo. Sem ter o privilégio de ser o centro da psique, o cérebro era visto e interpretado como massa homogênea e amorfa, um reservatório onde a energia vital armazenada nos ventrículos cerebrais, através de fluidos e humores, era transmitida para o corpo por meio dos nervos. Além de ligar os quatro elementos universais - água, fogo, ar, terra - esse fluxo de fluidos seria responsável por nosso temperamento e comportamento instintivo.

A emergência da visão racionalista, a partir do Renascimento - que coincidiu com a criação da perspectiva na pintura e com a convergência tonal e harmônica na música separa o eu(self) do espaço newtoniano que o circunda(ambiente) e apresenta o mundo do previsível, métrico e facetado, em suas relações múltiplas de causa e efeito. Essa visão teve seu apogeu em Descartes, no século XVII. Para o filósofo francês, o cérebro, considerado máquina e mecanismo, abrigaria em seu pequeno centro geométrico(a glândula pineal) a sede da alma, o fantasma na máquina. Como um relógio que sincronizava nossas engrenagens enquanto funções superiores independentes, o cérebro cartesiano refletia e traduzia o mundo mecanicista e deteminista do homem ocidental.

A passagem do dualismo entre corpo e alma proposto por Descartes para o reducionismo científico, que busca no cérebro todos os centros da vida psíquica, tem sua grande metáfora no século XIX com a frenologia. Para os frenologistas, o cérebro era compartimentalizado em várias áreas, abrigando desde as diferentes funções psíquicas aos commportamentos humanos mais sutis. Haveria uma localização cerebral específica até para o amor ao vinho e aos animais. Tal visão foi acentuada pela ideologia tecnicista que a partir da Revolução Industrial dominou o pensamento científico. O cérebro, centro de poderes de uma linha de montagem, enquanto rede de conexões fixas - como linhas telefônicas conectando por meio de fios(os neurônios) as distintas regiões cerebrais - com áreas de comando(executivas) e subalternas(automáticas), era reflexo dos modelos da sociedade industrial mecanizada, hierárquica, e frenológica do início do século XX. O advento dos computadores ampliou a metáfora mecanicista do cérebro como grande e potente gerenciador cibernético. Neste modelo, a consciência e as funções psíquicas não passam de um filme sensorial no teatro cartesiano da mente, onde impressões são coletadas e armazenadas como um software por um eu(hardware) construído e gerenciado pelas próprias sensações.

Atualmente, depois do intenso desenvolvimento das neurociências e da ciência cognitiva, o cérebro passou a ser visto mais como um ecossistema que uma máquina. No cérebro ecológico, os próprios neurônios vivem em situação de competição e organização pelo estímulo e direcionamento do ambiente, num quase neodarwinismo neuronal, citando uma imagem do fisiologista Gerald Edelman. É o cérebro que não dicotomiza o que está fora daquilo que se auto-organiza; cérebro autopoético, orgânico, fluido e modular.

Nesse novo paradigma, a palavra de ordem é plasticidade: os 35 mil genes associados ao cérebro confrontam-se com os trilhões de sinapses sujeitas à modulação e à mediação ambiental. Há competição por substrato entre os vários neurônios, e as células neuronais se diferenciam dependendo da necessidade e do local em que se encontram com suficiente variabilidade, diversidade e fluidez para fazer emergir uma mente autônoma e auto-reflexiva da própria estrutura cerebral e de suas múltiplas e variáveis conexões.

  • Plasticidade e Desenvolvimento

    Os novos paradigmas criam mais fronteiras que separações entre os conceitos de desenvolvimento e neuromodulação. Conceitos antes polares passam a ser circulares e recursivos. A idéia de desenvolvimento humano, por exemplo, não pode ser vista de maneira desvinculada das noções de aprendizagem.

    Desenvolver, no sentido cognitivo e orgânico, significa estabelecer uma relação de aprendizagem, troca e comunicação intensa entre o organismo e o ambiente no qual esse organismo vive e para o qual se direciona. A aprendizagem envolve crescimento e formação de novas conexões sinápticas, crescimento de espículas dendríticas, mudança de conformação de macroproteínas das membranas pós-sinápticas, aumento dos neurotransmissores, neuromoduladores e das áreas sinápticas funcionais. Essas etapas ocorrem durante todas as fases, desde o registro e aquisição da informação até seu armazenamento e evocação(me emória).

    A plasticidade cerebral pode ser definida como uma mudança adaptativa na estrutura e função do sistema nervoso, como atividade de interações com o meio interno e externo, ou ainda como resultado de lesões que afetam o ambiente neural. É um fenômeno multidimensional enquanto processo dinâmico que delimita as relações entre estrutura e função, enquanto resposta adaptativa impulsionada por desafios do meio ou lesões, e também como estrutura organizacional intrínseca do cérebro. Mantém-se ativo, em diferentes graus, durante toda a vida, inclusive na velhice.

    A plasticidade opera em vários níveis: neuroquímico(na modificação de neurotransmissores e neuromoduladores durante o crescimento e desenvolvimento); neural, envolvendo diferentes padrões de conexão entre os neurônios e o número de sinapses ativas, e comportamental, alterando estratégias cognitivas de acordo com desafios ambientais. No decorrer do desenvolvimento infantil, diferentes expressões do potencial de mutabilidade do cérebro pela experiência acontecem. Assim, dizemos que a plasticidade se insere numa perspectiva maturacional, assim como o próprio desenvolvimento.

    A visão neurobiológica tradicional acreditava que neurônios centrais, uma vez lesados e perdidos, não seriam mais repostos ou produzidos. No entanto, essa concepção tem sido superada pela evidência de que há produção de novas células neuronais mesmo durante a idade adulta em algumas áreas específicas do cérebro, formando verdadeiras "ilhas proliferativas". Localizadas no giro denteado do hipocampo, nas regiões periventriculares e em algumas células de epitélio sensorial relacionado a olfato, audição e reflexos vestibulares(relacionados à posição da cabeça e ao equilibrio postural), essas ilhas mantêm-se ativas no curso do desenvolvimento.

    A diferenciação por linhagem dessas células germinativas depende de influências do local, da estimulação sensorial recebida e de fatores ligados ao microambiente molecular relacionado a essas células. Assim, células neuronais embrionárias de diferentes linhagens migram para áreas distintas de sua origem, modificando sua função de acordo com a estimulação recebida. Como resultado, conexões capazes de recuperar vias comprometidas por eventos disruptivos são refeitas. A falha na migração celular dessas células embrionárias tem sido relacionada à fisiopatologia de diferentes distúrbios neurológicos e neuropsiquiátricos como o autismo, a dislexia e algumas formas de epilepsia.

    As células-tronco são células embrionárias cuja linhagem pode ser sangüínea(medula óssea, cordão umbilical, sangue periférico), muscular(células satélite), mesenquimal ou conjuntiva(medula óssea), neural(bulbo olfatório) ou embrionária(células germinativas). As limitações de natureza ética foram bastante restritivas para as pesquisas com essas células. Experiências em humanos com células-tronco retiradas da medula óssea e cultivadas em laboratório com substâncias neurotróficas que as transformam em neurônios estão sendo realizadas em pacientes com doenças neurodegenerativas, mas os resultados ainda são bastante preliminares. Tais técnicas não estão isentas de complicações como o desennvolvimento de doenças auto-imunes e endocrinológicas, da formação de tumores, e da necessidade de imunossupressão e antibioticoterapia a longo prazo. O transplante de células-tronco num futuro próximo irá revolucionar as neurociências pelo potencial de reposição neuronal, de modulação da produção de fatores de crescimento neuronal e de aumento da atividade de neurônios remanescentes em casos de lesão cerebral localizada, incluindo lesão medular, traumatismo craniano e doenças metabólicas e neurodegenerativas.

  • Reorganização neural

    O conceito de período crítico, além de referir-se aos eventos específicos do desenvolvimento neuronal(fases de migração celular, diferenciação celular, mielinização, aumento do número de conexões sinápticas, multiplicação de células gliais ou formação de estruturas), baseia-se na constatação de que os processos de desenvolvimento cognitivo são alterados mais facilmente ou de forma mais permanente dependendo do momento em que ocorre um evento disruptivo. O período crítico relaciona-se, portanto, a uma janela temporal mais suscetível a transformações neurais, ao potencial cerebral de flexibilidade e reorganização.

    Axônios no cérebro imaturo têm grande capacidade de crescimento e arborização dendrítica. Tal capacidade é modelada e em cada fase do desenvolvimento há períodos sensíveis nos quais tal modelagem é mais ativamente realizada. Essa lapidação depende da idade, e em experimentos animais de privação visual por oclusão, mesmo após a estimulação visual ser restabelecida, se o período de privação visual exceder a idade de 1 ano, a visão não poderá ser restituída. O mesmo ocorre em crianças que sofrem de catarata. A realização cirúrgica tardia, além de não restituir a visão, associa-se a um prejuízo de toda cognição espacial que pode ser comprometida de modo permanente se a cirurgia demorar para ser realizada, ultrapassado o período crítico.

    Este se relaciona ao que ficou popularmente conhecido como "janela de oportunidade", isto é a fase ideal durante a maturação para o desenvolvimento de habilidades, sejam elas o aprendizado de matemática, de línguas ou musical. Tais fatores têm aberto um campo promissor da chamada neuropsicologia cultural, como os modelos de plasticidade musical relacionada a experiências diversas como as diferennças funcionais e estruturais marcantes do cérebro de músicos e não músicos.

    A duração e o período crítico de maior expressão da neuroplasticidade relacionam-se a múltiplos fatores, e a superprodução de sinapses durante o desenvolvimento cortical é sem dúvida determinante. Desenvolvimento e superprodução de sinapses(sinaptogênese) bem como a eliminação de sinapses e neurônios(apoptose) ocorrem de maneira distinta quando examinamos as várias áreas cerebrais, nas diversas fases de seu amadurecimento. Assim, por exemplo, no que se refere ao córtex visual, ocorre um surto de sinaptogênese ao redor do terceiro p sical. Tais fatores têm aberto um campo promissor da chamada neuropsicologia cultural, como os modelos de plasticidade musical relacionada a experiências diversas como as diferennças funcionais e estruturais marcantes do cérebro de músicos e não músicos.

    A duração e o período crítico de maior expressão da neuroplasticidade relacionam-se a múltiplos fatores, e a superprodução de sinapses durante o desenvolvimento cortical é sem dúvida determinante. Desenvolvimento e superprodução de sinapses(sinaptogênese) bem como a eliminação de sinapses e neurônios(apoptose) ocorrem de maneira distinta quando examinamos as várias áreas cerebrais, nas diversas fases de seu amadurecimento. Assim, por exemplo, no que se refere ao córtex visual, ocorre um surto de sinaptogênese ao redor do terceiro para o quarto mês de vida com pico máximo aos 4 meses de idade. A sinaptogênese da região pré-frontal, por sua vez, relacionada com funções de planejamento e flexibilidade mental, prolonga-se atingindo um máximo de densidade sináptica por volta dos 3 anos e meio. O curso de eliminação sináptica para a região frontal média se dá tardiamente (por volta dos 20 anos) para a região frontal quando comparado com as áreas visuais, uma vez que o padrão observado em adultos é atingido aos 4 anos de vida.

    Alguns autores sugerem que o período crítico de recuperação da linguagem após lesão cerebral dominante seria a idade de 12 anos. Por outro lado, outros pesquisadores consideram, principalmente em função de resultados de avaliações de crianças após hemisferectomia esquerda, que se trata de uma previsão muito otimista, uma vez que os efeitos clínicos da recuperação da linguagem, com relocação para o hemisfério não dominante, geralmente não excedem os 5 anos.

  • Aprender a compensar

    É conhecida a intensa cooperação e atividade compensatória entre as várias áreas cerebrais relacionadas às funções perceptivas - visão, audição e tato. Em pessoas cegas, na ausência do estímulo visual, existe uma verdadeira relocação funcional e topográfica do processamento táctil e auditivo. Tal deslocamento pode estar traduzindo o recrutamento e a manutenção e estabilização de circuitos córtico-corticais(conexões entre áreas do córtex) presentes no recém-nascido que são posteriormente eliminados durante o desenvolvimento sensorial normal. No recém-nascido o sistema sensorial é menos localizado, mais redundante, menos diferenciado e altamente adaptativo, com circuitos de ida e volta entre as várias áreas sensoriais primárias. Tal fato pode levar-nos a supor que a experiência sensorial de crianças pequenas seja na verdade mais integrada e sinestésica(mais redundante e menos especializada topograficamente) que nas crianças maiores e adultos. Em deficientes auditivos há melhor desempenho em provas de detecção de estímulos visuais de direção e movimento que em indivíduos com audição normal. Essa sensibilidade é maior para estímulos periféricos que centrais.

    Estudos com ressonância nuclear magnética funcional(RNMf) mostram maior conexão das áreas posteriores e parietais do cérebro nos deficientes auditivos. O efeito movimento é, portanto, mais proeminente que o efeito cor, uma vez que a cor envolve circuitos do córtex temporal inferior, menos suscetível de plasticidade. A aquisição de linguagem de sinais por surdos leva a uma melhora não só na capacidade de comunicação como também no desempenho de habilidades visuoconstrutivas, capacidade de rotação mental de objetos ou de percepção de objetos em apresentação não-convencional(por exemplo, de ponta-cabeça). Enquanto indivíduos normais têm preferência hemisférica direita para o processamento de movimentos e gestos, surdos que se comunicam por linguagem de sinais apresentam preferência hemisférica esquerda para a mesma atividade. Assim, o aprendizado da linguagem de sinais reorganiza o cérebro para funções visuoconstrutivas e motoras.

    Nos casos de pessoas com deficiência visual, há aumento da discriminação auditiva principalmente se a fonte de estímulos estiver perifericamente localizada. Na privação de estímulos visuais ocorre uma alocação topográfica intensa dos processos auditivos(temporal) e tácteis(parietal) para as áreas originariamente visuais do cérebro. Estudos com tomografia por emissão de pósitrons(TEP) em deficientes visuais durante leitura em Braile mostram ativação metabólica cerebral em áreas occipitais, portanto não originalmente tácteis mas visuais. Interessantes pesquisas em biotecnologia médica têm sido realizadas sobre a reconstrução e transforrmação de imagens bi e tridimensionais em estímulos tácteis que seriam processados pelos deficientes visuais enquanto uma verdadeira visão somestésica, ou seja, construída a partir do tato.

  • Lesão cerebral na infância

    A topografia das alterações de linguagem que decorrem de lesões do hemisfério esquerdo é bastante distinta na criança. Adultos com lesão na área temporal posterior, por exemplo, têm déficit de compreensão da linguagem, enquannto que, em crianças, lesões nessas mesmas áreas resultam em dificuldades articulatórias da fala. O desenvolvimento da linguagem, em crianças de 10 a 17 meses, parece estar mais precocemente comprometido em lesões do hemisfério direito, associado a dificuldades na comunicação gestual e expressiva. No período dos 18 aos 31 meses, lesões à esquerda produzem apenas discreto atraso no vocabulário. No período pré-escolar, a maioria dessas crianças tem domínio léxico e morfossintático dentro da faixa normal, e apenas algumas delas mantêm déficit lingüístico sutil. A idade inicial de exposição à linguagem, portanto, desempenha importante impacto para o desenvolvimento posterior dessa função.

    Crianças chinesas bilíngües com exposição tardia ao inglês apresentam mais dificuldades nas funções gramaticais que nas semânticas, demonstrando variação na plasticidade no que se refere a esses componentes da linguagem. No que diz respeito à cognição espacial, é conhecido o paradigma de especialização hemisférica segundo o qual adultos com lesões do hemisfério esquerdo t&ecir

    • Leitura Dinâmica e Memorização

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