Instituto Educativo do Juncal Psicologia B – 2010/2011 O Cérebro e o Sistema Nervoso Prof. António Trindade Joana Marques, Tatiana Cordeiro O cérebro e o Sistema Nervoso Índice 1. Introdução 2. Unidade básica do Sistema Nervoso - O Neurónio 2.1. Constituição do neurónio 2.2. Tipos de Neurónios 2.3. Impulsos Nervosos 2.4. Interacção entre células nervosas 2.4.1. Sinapse 2.4.2. Células da Glia 2.5. Hierarquias Neuronais 3. O Sistema Nervoso 3.1. Evolução e desenvolvimento do SN 3.2. Sistema Nervoso Central 3.2.1. Encéfalo e as suas áreas 3.2.2. Espinal Medula O cérebro e o Sistema Nervoso 3.3. Sistema Nervoso Periférico 3.3.1. Funções das várias estruturas do SNP 3.3.1.1. Nervos e Gânglios Nervosos 3.3.2. Divisão funcional do SNP 3.4.Um ou dois cérebros 4.Córtex 4.1. A sua divisão e estruturas 4.2. Localização de funções do Córtex 4.3. Lesões cerebrais e a sua recuperação 4.4. Áreas de projecção 4.4.1. Áreas primárias e não-primárias 4.4.2. Áreas de Broca e de Wernicke 5.Curiosidades 6.Conclusão 7.Bibliografia e web grafia O cérebro e o Sistema Nervoso 1- Introdução Neste primeiro período vamos apresentar um trabalho sobre o Cérebro e o Sistema Nervoso, onde abordaremos a sua grande complexidade. Inicialmente vamos apresentar a unidade base de todo o Sistema Nervoso, o Neurónio, a sua constituição e todos os tipos de neurónios e iremos apercebermo-nos de como são transmitidos os impulsos nervosos. Sendo o principal tema o Sistema Nervoso iremos ter atenção, ao longo do trabalho, sobretudo à sua constituição, que inclui o sistema nervoso central e o sistema nervoso periférico e às suas funções. Ao longo dos tempos, o cérebro foi evoluindo, chegando ao cérebro da actualidade, e o seu desenvolvimento começa logo dentro da barriga da progenitora. Outro dos temas principais é o Córtex, portanto vamos aprofundar as suas estruturas, funções e algumas das lesões principais. A finalidade deste trabalho tem como objectivo mostrar a dimensão que existe no interior do cérebro e a sua funcionalidade. O cérebro e o Sistema Nervoso 2 – Unidade básica do Sistema Nervoso – Neurónio O neurónio, ou célula nervosa, é a unidade básica do sistema nervoso. São células altamente estimuláveis, capazes de detectar pequenas alterações do meio. Em resposta a estas variações, verifica-se uma alteração eléctrica, que percorre a membrana. São estas alterações eléctricas que constituem o impulso nervoso. Estes impulsos nervosos são transportados pelo corpo através de fibras nervosas, dendrites e axónios. O neurónio tem duas propriedades que o constituem: a excitabilidade e a condutibilidade. O cérebro e o Sistema Nervoso 2.1.Constituição de um neurónio O neurónio é uma célula única com três subdivisões. Ele apresenta um corpo celular e dois tipos de prolongamentos citoplasmáticos – dendrites e axónios. Corpo celular – É a parte mais volumosa da célula nervosa. É onde se localiza o núcleo e a maioria dos organelos celulares. O cérebro e o Sistema Nervoso Dendrites – ramificados, São prolongamentos especializados em geralmente muito conduzir o estímulo nervoso ao corpo celular. Axónio – É uma fibra fina e longa, com um diâmetro relativamente uniforme e cuja função é transmitir os impulsos nervosos provenientes do corpo celular. 2.2. Tipos de Neurónios Os neurónios sensitivos (aferentes) transportam as mensagens nervosas dos receptores (pele, olhos…) para os centros nervosos. Os neurónios motores (eferentes) transportam as respostas emitidas pelos centros nervosos (encéfalo, O cérebro e o Sistema Nervoso espinal medula) para os órgãos que as podem efectuar (músculos e glândulas). Por fim, os neurónios de Associação (interneurónios) localizam-se nos centros nervosos e estabelecem a ligação entre neurónios sensitivos e neurónios motores. Também podemos classificar os vários tipos de neurónios através do número de dendrites de cada um. Ou seja, existem três tipos de neurónios: Neurónios O cérebro e o Sistema Nervoso multipolares, neurónios bipolares e neurónios unipolares. 2.3. Impulsos nervosos O impulso nervoso é como uma corrente eléctrica, que se propaga ao longo das fibras nervosas. Tem início nas dendrites, provocado por um estímulo que estas recebem, e prossegue ao longo do axónio até aos axónios terminais. O fluido extracelular apresenta elevadas concentrações de sódio e baixas concentrações de potássio. Por outro lado, o meio intracelular apresenta baixas concentrações de sódio e altas concentrações de potássio. O cérebro e o Sistema Nervoso → Potencial de membrana Como o citoplasma dos neurónios contém, proporcionalmente, menor quantidade de iões positivos do que o fluido extracelular, a superfície interna da membrana apresenta carga eléctrica negativa, enquanto que a face externa apresenta carga eléctrica positiva. Assim gera-se uma diferença de potencial eléctrico entre as duas faces da membrana – potencial de membrana. → Potencial de repouso - É da ordem dos -70mV e existe quando o neurónio não está a transmitir impulsos; - Deve-se à diferença de concentração de sódio e de potássio dentro e fora da célula; - É mantido devido à acção das bombas de sódio e potássio; - Fluido extracelular: Na+ e Cl-; - Fluido intracelular: K+, fosfatos orgânicos e proteínas. O cérebro e o Sistema Nervoso Despolarização da membrana Quando um neurónio é atingido por um determinado estímulo, os canais de Na+ abrem-se conduzindo a uma rápida entrada de Na+ para a célula. Esta brusca entrada de iões positivos faz com que o potencial de membrana passe de -70mV para +35mV. Esta rápida alteração de potencial eléctrico, que ocorre durante a despolarização, designa-se potencial de acção, e é da ordem dos 105mV (de -70mV para +35mV). Quando o potencial de acção atinge o seu pico os canais de sódio fecham e há uma queda do potencial da membrana (repolarização). O cérebro e o Sistema Nervoso Fig.1 Despolarização e repolarização de um neurónio. A rápida propagação do impulso nervoso, nos neurónios dos Vertebrados, é garantida pela presença da bainha de mielina que recobre os axónios. O isolamento dos axónios pela bainha de mielina apresenta interrupções, designados nódulos de Ranvier, nos quais a superfície do axónio fica exposta. O cérebro e o Sistema Nervoso Nas fibras nervosas mielinizadas, o potencial de acção despolariza a membrana do axónio unicamente nas regiões dos nódulos de Ranvier. Desta forma, o impulso nervoso salta de um nódulo para o seguinte, o que lhe garante uma velocidade de propagação muito mais elevada em relação à que se verifica nos neurónios desmielinizados. Fig.2 Transmissão do impulso nervoso ao longo dos nódulos de Ranvier O cérebro e o Sistema Nervoso 2.4. Interacção entre células nervosas Os neurónios podem interagir de muitas maneiras diferentes, sendo o reflexo, a interacção mais simples. → Transmissores nervosos Existem três tipos de transmissores nervosos: os neurotransmissores, que intervêm nas sinapses, são sintetizados e armazenados em vesículas no terminal présináptico, e podem também ser excitatórios ou inibitórios; os neuromoduladores que alteram a quantidade de neurotransmissores libertados e as respostas a estes; e as neurohormonas que actuam num local distante de onde foi produzido. O cérebro e o Sistema Nervoso 2.4.1. Sinapse: estrutura, fisiologia e conceitos associados A sinapse é uma região de contacto muito próxima entre a extremidade de um neurónio e a superfície de outras células (outros neurónios, células musculares, células sensoriais ou células glandulares). - A sinapse é unidireccional; - A membrana pré-sináptica corresponde ao botão terminal; - A propagação de um potencial de acção provoca a libertação de um neurotransmissor; - Existem duas condições que condicionam a eficácia do estímulo, intensidade e tempo de actuação. O cérebro e o Sistema Nervoso Existem dois tipos de sinapses: - Sinapses eléctricas; -Sinapses químicas. As sinapses eléctricas ocorrem no SNC dos Vertebrados e permitem que o impulso nervoso se propague muito rapidamente de um neurónio para o outro. Nas sinapses eléctricas, o potencial de acção propaga-se de um neurónio pré-sináptico para o seguinte sem intervenção de neurotransmissores. Isto é possível devido à existência de pontos de contacto entre as membranas das duas células, permitindo despolarização se propague de forma contínua. que a O cérebro e o Sistema Nervoso As sinapses químicas ocorrem quando o impulso nervoso atinge as extremidades do axónio pré-sináptico, ocorre a exocitose de vesículas onde estão armazenados neurotransmissores, e estes são libertados para a fenda sináptica. Legenda: 1. Terminal pré-sináptico; 2. Neurotransmissores; 3. Axónio pós-sináptico. O cérebro e o Sistema Nervoso Os neurotransmissores ligam-se a receptores do axónio pós-sináptico, alterando a permeabilidade da membrana. Existem dois tipos de receptores, os ionotrópicos, que estão ligados aos canais iónicos e controlam a abertura e fecho destes e os metabotrópicos, que estão ligados a uma proteína (proteína G), que controla a abertura e fecho dos canais iónicos. As sinapses podem ser classificadas como excitatórias ou inibitórias. Nas sinapses excitatórias, os canais de sódio abrem e a membrana pós-sináptica é despolarizada, criando-se um potencial de acção. Nas inibitórias, os canais de sódio fecham, de forma a que o potencial fica distante do limiar da excitabilidade. Os processos inibitórios estão presentes a diferentes níveis do processamento: • Selecção de informação sensorial; • Selecção de movimentos; O cérebro e o Sistema Nervoso • Nos padrões de coordenação de movimentos. Nas sinapses Neuro-musculares placa motora é o ponto de contacto entre os terminais axonais e os músculos. O neurotransmissor libertado é a acetilcolina, e quando esta se liga aos receptores os canis de sódio abrem-se e dá-se uma entrada excessiva destes iões, o que provoca a contracção muscular. 2.4.2.Células da Glia Para além dos neurónios, o sistema nervoso possui também células da glia, e em algumas regiões do cérebro, as células da glia ultrapassam o número de neurónios na proporção de dez para um. Os quatro tipo de células da Glia: Astrócitos: - Mantêm os neurónios juntos; -Guiam os neurónios para o seu destino final durante o desenvolvimento fetal; O cérebro e o Sistema Nervoso - Ajudam no estabelecimento da barreira sangue – cérebro; - Importantes na reparação de danos cerebrais e na cicatrização neural; - Papel importante na actividade neuro-transmissora; - Degradam mensageiros químicos no seu estado natural; - Retiram o excesso de K+; - Possui receptores para neurotransmissores. Oligodentrócitos: - Formam folhas de mielina à volta dos axónios no SNC. Microglia: - Têm um papel importante na defesa do cérebro (fagocitose). Células ependimais: - Delineiam cavidades internas do cérebro e corda espinal; O cérebro e o Sistema Nervoso - Contribuem para a formação do fluído cérebroespinal; - Servem como células neurais com potencial para formar novos neurónios e células gliares. O cérebro e o Sistema Nervoso 2.5.Hierarquias Neuronais Os sistemas nervosos estão organizados de um modo hierárquico, com os centros superiores a coordenarem os de nível mais baixo, que, por sua vez, coordenam outros ainda mais baixos. Em certos casos, uma única célula desempenha a função de comando, dentro da hierarquia, coordenando a actividade de outras. Um exemplo disto é no búzio marinho, aplysia, que entre os sete neurónios que determinam a circulação sanguínea no animal, um deles age como célula de comando coordenando a actividade dos outros seis. Os níveis mais baixos da hierarquia são compostos por grupos de células que constituem circuitos pequenos chamados geradores centrais de padrões (CPG). → Quem comanda? Alguns neurologistas levantaram a questão de quem comandava, afinal. Supuseram que no topo da hierarquia O cérebro e o Sistema Nervoso estavam algumas regiões do córtex que enviavam comandos a todas as outras. Chegaram a esta conclusão devido à noção de que as funções que são mais perturbadas por lesões corticais, como a linguagem, o pensamento, a memória e a percepção, são processos mentais “superiores” e estes controlam outros “inferiores”. Por outro lado, muitos neurocientistas modernos ponderam sobre o facto de não se poder tirar esta conclusão, porque o córtex não controla muitas das funções inferiores. O Sistema Nervoso compõe-se por diversas hierarquias cujos controlos e funções se sobrepõem no córtex e nas estruturas subcorticais. Estas hierarquias interagem continuamente, mas enquanto domina uma hierarquia, não domina qualquer outra. O funcionamento do sistema nervoso não é orientado por uma hierarquia única, mas por diversas hierarquias interdependentes. Assim o sistema nervoso é orientado por uma interacção complexa, de todas as hierarquias, cada uma com os seus próprios mecanismos de controlo. O cérebro e o Sistema Nervoso Assim podemos concluir que não é um único conjunto de neurónios que comanda todas as funções, mas sim depende do tipo de funções desejadas, pois cada uma tem hierarquias de neurónios diferentes a comandar. 3. O Sistema Nervoso O Sistema Nervoso é o conjunto de nervos, gânglios e centros nervosos que asseguram o comando e a coordenação das funções vitais além da recepção das mensagens sensoriais. É constituído pelo sistema nervoso central (SNC), que inclui o encéfalo e a espinal medula, e pelo sistema nervoso periférico, que inclui o sistema somático e o sistema autónomo. O Sistema Nervoso possibilita ao organismo perceber as variações do meio (externo/interno) e executar as respostas adequadas para que seja mantido o equilíbrio interno do corpo (homeostasia). O cérebro e o Sistema Nervoso 3.1.Evolução e desenvolvimento do SN → Evolução Os sistemas nervosos podem ser distinguidos com base no grau de controlo regional ou central. Animais mais complexos possuem um maior controlo central, já os animais mais simples, invertebrados, predomina a regra regional. Invertebrados um pouco mais complexos como os moluscos possuem neurónios que comandam os movimentos individuais, mas estes neurónios agrupam-se formando gânglios. Estes gânglios funcionam principalmente como estações de retransmissão que passam as mensagens sensoriais dos órgãos dos sentidos aos músculos, e localizam-se normalmente próximos dos músculos que comandam. À medida que a evolução progrediu, a federação inicial dispersa dos gânglios tornou-se cada vez mais centralizada e, gradualmente, alguns gânglios começaram O cérebro e o Sistema Nervoso a comandar outros. Os gânglios dominantes localizavamse na cabeça. Para integrar mensagens dos vários receptores na cabeça, os organismos tiveram que desenvolver um maquinismo neuronal cada vez maior. Este maquinismo ficava melhor colocado perto dos receptores, por isso precisava de estar na cabeça. Estes centros ganglióticos tornaram-se cada vez mais complexos, à medida que os organismos se desenvolveram, e finalmente começaram a coordenar a actividade dos gânglios noutros lugares do corpo. Ao longo de milhares de anos de evolução formou-se o cérebro. Mas a centralização não explica tudo e existem também vantagens da regra regional. Os cérebros são pesados e requerem uma grande quantidade de energia para se manterem e funcionarem. Devem executar as suas funções de um modo rápido e económico, evitando cadeias de comando distantes, longas e burocráticas. O cérebro e o Sistema Nervoso (cérebro de invertebrado) → Desenvolvimento Nos vertebrados a grande maioria das células neuronais do corpo estão localizadas no centro de processamento a que é chamado cérebro. Este padrão emerge precocemente no desenvolvimento do indivíduo. O sistema nervoso começa a formar-se na terceira semana da vida embrionária. Inicia-se como um pequeno espaçamento na porção superior do embrião que se estende da cabeça até à cauda. Bastam alguns dias para que os limites esquerdo e direito desta placa neuronal se O cérebro e o Sistema Nervoso fundam para formar o tubo neuronal. Por volta de um mês de vida embrionária, a extremidade da cabeça do tubo neuronal desenvolve três espaçamentos. Estes três espaçamentos mais tarde irão dar lugar ao cérebro posterior, anterior e médio e serão fechados pelos ossos cranianos e constituem o cérebro. A extremidade inferior do cérebro marca o início da espinal medula. 3.2. Sistema Nervoso Central O SNC representa a componente mais importante na estrutura do sistema nervoso. O cérebro e o Sistema Nervoso O Sistema Nervoso Central é composto pelo encéfalo e pela espinal medula e tem um papel fundamental no controlo do corpo. O sistema nervoso central tem origem embrionária na placa neuronal, que por sua vez é uma parte especializada da ectoderme, camada exterior de um embrião em desenvolvimento, durante o desenvolvimento embrionário a placa neural dobra-se e forma o tubo neuronal onde cada região desse tubo dá origem a diferentes partes do sistema nervoso central, a espinal medula e o encéfalo. O SNC é revestido, sendo também protegido, pelas meninges. As meninges são três delicadas membrana, a dura-máter, a aracnóide-máter e a pia-máter. A duramáter é a camada mais espessa e externa das meninges e está posicionada para actuar no combate aos ataques patológicos infectantes e doenças malignas. Entre as meninges circula um liquido que protege a sistema nervoso. A aracnóide-máter é menos espessa e é responsável pela formação dos espaços intra-meningicos, O cérebro e o Sistema Nervoso por outro lado a pia-máter é a mais delgada e está nos feixes nervosos. 3.2.1. Encéfalo e as suas áreas O encéfalo está dividido em três tipos de cérebros, o cérebro inferior, o cérebro médio e o cérebro anterior. O cérebro inferior é constituído pelo bulbo, protuberância e cerebelo. Acima da espinal medula encontramos o bulbo, este é fundamental no controlo de muitas funções vitais básicas. Em primeiro lugar regula os sistemas cardiovascular e respiratório, determinando a rapidez ou a profundidade da respiração, a rapidez do batimento cardíaco e a quantidade de sangue a bombear. Em segundo lugar integra diversos reflexos importantes tais como engolir, tossir e espirrar, e em terceiro contribui para a manutenção do equilíbrio controlando a orientação da cabeça. O bulbo possui um cor branca no exterior sendo cinzento por dentro. Acima do bulbo encontramos a protuberância (ponte), esta contém regiões especiais que integram os movimentos e as sensações dos músculos faciais, língua, olhos e ouvidos, é O cérebro e o Sistema Nervoso o local de passagem de fibras nervosas que unem os diferentes níveis do sistema nervoso central . Também tem regiões importantes para regular o nível de activação do cérebro e para iniciar o sono e sonho. Por fim, em frente a protuberância, encontramos o cerebelo, tem um formato semelhante ao cérebro é no entanto dez vezes mais pequeno, tal como o cérebro é constituído por dois hemisférios ligados entre si na parte inferior. O cerebelo tem como principais funções Controlar a coordenação e aprendizagem de movimentos, é responsável pela manutenção do equilíbrio e postura do corpo e está ligado aos actos motores complexos e rápidos. Lesões no cerebelo resultam em perda de equilíbrio e descoordenação de movimentos. O cérebro médio, ou mesencéfalo, é fundamental para identificar como alvos estímulos auditivos ou visuais, contribui também para a regulação da temperatura do corpo, percepção protuberância no da dor controlo e do cooperam ciclo com a vigília-sono. O mesencéfalo também coordena os movimentos simples organizados pelo cérebro inferior. O cérebro e o Sistema Nervoso O cérebro anterior, ou prosencéfalo, é tudo o que está acima do cérebro médio. Os mamíferos, em particular os primatas, são os animais com o prosencéfalo maos desenvolvido. O prosencéfalo é tão grande no homem que cobre todo o mesencéfalo e metade do cérebro inferior. Este é separado por uma fissura longitudinal, de cada lado dessa fissura e sob o córtex, encontra-se todo o restante prosencéfalo, incluindo numerosas estruturas subcorticais. Há quatro destas estruturas que são “importantes”. A primeira é o tálamo , esta estrutura incorpora um grande número de centros que parecem funcionar como estações de retransmissão de quase toda a informação sensorial que se dirige ao córtex. A segunda estrutura é o hipotálamo que está directamente envolvido no comando do comportamento motivado, como a alimentação, ingestão de líquidos, manutenção da temperatura corporal e regulação da actividade sexual. Gânglios da base são outra estrutura, eles são fundamentais na regulação das contracções musculares, durante o movimento, e no evitar que os nossos movimentos sejam espasmódicos. A importância é valorizada na observação de indivíduos sua O cérebro e o Sistema Nervoso com doenças com a doença de Parkinson, e de Huntington, causa contracções musculares. O quarto conjunto de estruturas é o sistema límbico. O sistema límbico inclui estruturas como a amígdala e o hipocampo estabelece relações anatómicas próximas com muitas outras partes do cérebro, principalmente o hipotálamo, o córtex e as regiões que controlam o olfacto. Está implicado em actividades emocionais e motivacionais, e alguns aspectos da aprendizagem e da memória. 3.2.2. Espinal Medula A Espinal Medula (ou medula espinal) é formada por um tubo cilíndrico (1 cm de diâmetro e 50 cm de comprimento) estando alojada ao longo da coluna onde se encontra protegida pelas vértebras. O seu interior tem cor cinzenta, corpos celulares, e o exterior é branco, mielina dos axónios. A Espinal Medula tem duas funções principais, é responsável pela transmissão de sinais e condução destes . Recebe os sinais dos órgãos dos sentidos e dos músculos transmitindo-os ao cérebro. No sentido inverso, O cérebro e o Sistema Nervoso o cérebro envia para a medula, através dos axónios. Assim uma lesão na espinal medula pode causar a incapacidade de controlar o funcionamento das pernas, braços, os intestinos ou a bexiga. A Espinal Medula também é responsável pela Actividade reflexa, isto referese ao mecanismo que permite uma resposta motora (não consciente) a um estímulo. Tal acontece no caso de um estímulo que provoque a dor em que a resposta é anterior à chegada da informação ao cérebro e consequente tomada de consciência. A esta resposta dáse o nome de reflexo e caracteriza-se por ser uma resposta rápida, instantânea e automática a um estímulo. A espinal-medula é ligada ao Encéfalo pelo Bulbo, sendo as comunicações entre a medula, cérebro e cerebelo asseguradas pelo tronco cerebral que estabelece a transmissão de informações através de fibras nervosas. 3.3. Sistema Nervoso Periférico O sistema Nervoso Periférico serve de um sistema de comunicações, que liga o Sistema Nervoso Central, os O cérebro e o Sistema Nervoso órgãos receptores de estímulos e os órgãos efectores (músculos, glândulas...). É graças ao SNP que o cérebro e a espinal medula recebem e enviam as informações, permitindo-nos reagir às diferentes situações que têm origem no meio externo ou interno. O SNP compreende os nervos, gânglios nervosos e receptores periféricos; e divide-se no sistema Nervoso Somático e no Sistema Nervoso Autónomo. 3.3.1. Funções das estruturas do SNP 3.3.1.1.Nervos e Gânglios Nervosos Os nervos são feixes de fibras nervosas envolvidas por tecidos, O cérebro e o Sistema Nervoso Existem vários tipos de nervos e cada um com funções diferentes. Os nervos mais conhecidos são os nervos espinais ou raquidianos, que se dispõem em pares ao longo da medula (um par por vértebra) e ligam a espinal medula aos músculos esqueléticos do corpo humano. As raízes de um nervo espinal são formadas por fibras sensitivas e motoras; e os nervos cranianos são os nervos que possuem origem aparente (lugar onde o nervo aparenta sair do encéfalo, mas a origem real é onde estão presentes os corpos celulares dos neurónios que formam os nervos) no encéfalo. Mas existem ainda os nervos sensitivos, motores e mistos. Os nervos sensitivos são os que contêm apenas fibras sensitivas, que conduzem impulsos dos órgãos sensitivos para o sistema nervoso central. Os nervos motores são os que contêm somente fibras motoras, que conduzem impulsos do sistema nervoso central até aos órgãos efectores. Por fim, os nervos mistos contêm tanto fibras sensitivas como fibras motoras. Os gânglios são aglomerados de corpos celulares de neurónios localizados fora do sistema nervoso central. Os O cérebro e o Sistema Nervoso gânglios aparecem como pequenas dilatações em certos nervos. 3.3.2. Divisão funcional do SNP Como já foi referido, o Sistema Nervoso Periférico está dividido em Sistema Nervoso Somático e Sistema Nervoso Autónomo. O Sistema Nervoso Autónomo é a parte do sistema Nervoso que está relacionada com o controlo da vida vegetativa, ou seja, tem como função regular o ambiente interno do corpo, controlando a actividade dos sistemas O cérebro e o Sistema Nervoso digestivo, cardiovascular, excretor e endócrino. O SNP contém fibras nervosas que conduzem impulsos do sistema nervoso central aos músculos lisos das vísceras e à musculatura do coração. Apesar de se chamar Sistema Nervoso Autónomo, ele não é independente do restante do sistema nervoso. Na verdade, ele é interligado com o hipotálamo, que coordena a resposta comportamental para garantir a homeostasia. O SNP divide-se em simpático parassimpático. A divisão simpática é a mais activa e actua quando são necessárias mais energias, isto é poderá acelerar o ritmo cardíaco, aumentar o nível de glicose no sangue ou inibir a digestão. Permitem ainda responder a situações de stress. A nível estrutural os gânglios situam-se ao lado da espinal medula, distante do órgão efector. O cérebro e o Sistema Nervoso A divisão parassimpática actua em situações como abaixamento da tensão arterial, diminuição do ritmo cardíaco em situações inibitórias. A nível estrutural os gânglios estão longe do Sistema Nervoso Central e próximos ou mesmo dentro do órgão efector. O Sistema Nervoso Somático é responsável pelo controlo da musculatura esquelética e pela transmissão de informação dos órgãos sensoriais. Engloba vários nervos que se ramificam a partir do SNC, sensoriais ou aferentes e motores ou eferentes. O cérebro e o Sistema Nervoso Os nervos sensoriais recolhem da periferia as excitações que conduzem ao SNC, traduzindo-se depois em sensação táctil, térmica, etc. Enquanto que os nervos motores conduzem do SNC o estímulo que vai fazer contrair os músculos, segregar as glândulas; orientando, deste modo, diversos comportamentos (ex: andar, escrever, chorar...). Os nervos de conexão permitem estabelecer a relação entre nervos sensitivos e nervos motores. O Reflexo é uma reacção corporal automática à estimulação (involuntária). comportamentos Os correspondentes reflexos às são interacções estímulo/resposta (ambiente-sujeito) incondicionadas. Muitos reflexos permanecem entre os adultos, mas um recém-nascido tem alguns reflexos chamados reflexos primitivos, que vão desaparecendo, na medida que, o córtex se vai desenvolvendo totalmente. Em relação ao arco reflexo, este é a reacção involuntária rápida, consciente ou não, que visa uma protecção ou adaptação do organismo, sendo originado a partir de um estímulo externo mesmo antes do cérebro O cérebro e o Sistema Nervoso tomar conhecimento do estímulo periférico. Os actos reflexos são comandados pela substância cinzenta de espinal medula e do bulbo. 3.4. Um ou dois cérebros Os hemisférios direito e esquerdo, para além das diferenças entre as lesões dos dois hemisférios, também eles têm funções distintas. A esta diferença dá-se o nome de lateralização, e esta assimetria manifesta-se em fenómenos como a linguagem, a organização espacial e a dominância manual. Diversos estudos permitiram mostrar que os hemisférios diferem quer na estrutura, quer na função. As circunvoluções têm um desenvolvimento diferente, e, na infância aparecem mais cedo no lado esquerdo do que no lado direito. Para além de que o lobo temporal, que compreende a área de Wernicke é maior no lado esquerdo na maior parte das pessoas. O cérebro e o Sistema Nervoso Em relação à parte morfológica, os hemisférios diferem no volume sanguíneo, na dimensão do lobo occipital, em concentrações de diversas hormonas e de outras substâncias neuroquímicas e ainda nas ligações microscópicas das suas células neuronais. Do ponto de vista funcional, a maior diferença dos dois hemisférios envolve a linguagem. Sabendo que há sempre um hemisfério dominante em relação ao outro, indivíduos destros com lesões no hemisfério direito apresentam frequentemente lesões dificuldades na compreensão de diversos aspectos do espaço e da forma. Como já vimos, anteriormente, lesões no lobo temporal esquerdo podem resultar numa afasia fluente, enquanto que lesões no lobo temporal direito têm como consequência défices na percepção da música. Quanto à restante população esquerdina, cerca de 70% têm a linguagem predominantemente lateralizada no hemisfério esquerdo; os restantes dividem-se igualmente tanto naqueles em que a linguagem está representada nos dois hemisférios como naqueles que está O cérebro e o Sistema Nervoso representado apenas no hemisfério direito. Assim, a afasia, nos esquerdinos, pode ser produzida por lesões em qualquer um dos hemisférios. → Pacientes de cérebro dividido No cérebro normal, os dois hemisférios comunicam através de um feixe maciço de fibras nervosas chamado corpo caloso, que vais permitir que as duas metades do cérebro comuniquem entre si, partilhando informação. Por vezes, os neurocirurgiões separam os dois hemisférios, através de um corte nesta ponte neurológica, assim os dois hemisférios do cérebro ficam funcionalmente isolados entre si e, de algum modo, agem como dois cérebros separados. Existe um modelo bastante utilizado em estudos de cérebro dividido, em que se coloca uma questão a um dos hemisférios e exige-se uma resposta do outro, consistindo no paciente fixar um ponto central e é apresentado um desenho ou uma palavra à esquerda ou à direita do ponto do ponto. Pode ser solicitado a ler a palavra ou a nomear o desenho. Pode também ter que O cérebro e o Sistema Nervoso responder sem palavras, apanhando o objecto de entre um grupo de objectos espalhados pela mesa, mas fora da vista, podendo apenas ser identificado pelo tacto. Devido à organização das vias anatómicas do sistema visual, as figuras apresentadas no campo visual direito projectam-se no hemisfério esquerdo; se forem apresentadas no lado esquerdo do campo visual projectam-se no hemisfério direito. Se a figura for apresentada no campo visual direito será facilmente transmitida formular a para identficada, o resposta pois hemisfério verbal. a informação esquerdo Quando que a é pode figura é apresentada na metade esquerda do campo visual a informação é transmitida para o hemisfério direito, que não pode dar uma resposta verbal nem enviar a informação para o hemisfério esquerdo, pois a ponte foi cortada. Através destes estudos, concluímos então que a linguagem é em grande medida, domínio do hemisfério esquerdo. O cérebro e o Sistema Nervoso → Lateralização Hemisférica em Sujeitos Normais Aqui é demonstrada a lateralização na população normal, sem problemas nos hemisférios ou no corpo caloso, onde se utiliza um processo idêntico ao usado nos pacientes de cérebro dividido. Apresentando-se , diversos estímulos em intervalos de tempo muito curtos, ao campo visual direito e ao esquerdo de participantes saudáveis. Alguns objectos são itens que supostamente o hemisfério esquerdo tem maior facilidade em analisar: letras ou palavras; outros são objectos que exigem as capacidades do hemisfério direito: faces. Assim, o participante tem que reconhecer os objectos e dar uma resposta o mais rápido possível e correcta. Na lateralização hemisférica em sujeitos normais o mais importante é o tempo de reacção. → Os dois modos do Funcionamento Mental Anteriormente vimos que a linguagem e a organização espacial estão ligadas a duas áreas diferentes do cérebro; assim, faz-se a distinção entre dois modos de O cérebro e o Sistema Nervoso pensamentos diferentes, em que um utiliza palavras e outro processos espaciais. A diferença entre os modos de pensamento verbal e espacial é explicitamente reconhecida na construção de muitos testes de inteligência. Por exemplo, as aptidões espaciais podem ser testadas por itens que requerem que o sujeito construa um desenho juntando um conjunto de cubos coloridos ou visualize um modo como uma figura bidimensional ficará depois de dobrada numa caixa. Segundo uma perspectiva, o hemisfério direito está especializado na organização do espaço, enquanto a especialização do hemisfério esquerdo é a organização no tempo. Por outro lado, sabemos que aquando uma lesão no hemisfério esquerdo, os diversos testes verbais ficarão mais comprometidos, enquanto que se for uma lesão no hemisfério direito será a realização de testes espaciais que ficará comprometida. O motivo das funções da linguagem dependerem mais do hemisfério esquerdo deve-se à linguagem, como outras funções, depender de sequências de elementos O cérebro e o Sistema Nervoso marcados de modo preciso. Assim o hemisfério direito lida com o lugar onde ocorre e o esquerdo com o momento em que ocorre. Na verdade, cada um de nós possui um cérebro único. As capacidades complexas e sofisticadas que possuímos dependem de todo o cérebro e das acções coordenadas de todos os seus componentes. Os nosso hemisférios conjugam as suas capacidades especializadas para produzir um eu integrado e único. 4- O córtex O córtex cerebral corresponde à camada mais externa do cérebro dos vertebrados, a designação córtex vem da palavra latina “cortiça”. Nos mamíferos mais complexos, o córtex é a parte mais maciça do cérebro, e representa mais de metade do seu volume (homem, 80%). O cérebro e o Sistema Nervoso (córtex cerebral) Nos pássaros e répteis, animais com uma complexidade inferior aos humanos, o córtex tem uma dimensão mais pequena e é comparável, quer do ponto de vista anatómico, quer funcional, com regiões que, nos mamíferos, são subcorticais. Por esta razão, no cérebro dos mamíferos estas estruturas são chamadas “córtex antigo”, porque eram a camada mais exterior dos animais que antecederam os mamíferos. Por outro lado, o novo tecido cortical que se vê nos mamíferos pode ser chamado de “córtex novo”, reflectindo o facto de que, em O cérebro e o Sistema Nervoso termos evolutivos, esta parte do córtex é recente. Assim, podemos concluir que o cérebro está em evolução. (zona subcortical) O córtex tem a fama de nos tornar inteligentes, mas isto é só uma parte da história, o córtex permite-nos ser flexíveis no comportamento, por exemplo, se uma rã observar uma mosca a voar à sua frente tentará suga-la, por outro lado, se um humano vir alguém com uma barra de chocolate não a vai agarrar e comer, pois podemos decidir o que vamos fazer, ou porque estamos de dieta ou porque queremos guardar o apetite para a hora da refeição, mas conseguimos controlar-nos. Esta flexibilidade está na base da inteligência que caracteriza muitos mamíferos, entre eles, nós, os humanos. O cérebro e o Sistema Nervoso Embora o córtex seja 80% do cérebro humano, tem uma espessura de 2 a 3 mm. Isto é possível devido à característica anatómica mais saliente do córtex, os seus enrugamentos (circunvoluções). Se alguém pudesse passar a ferro os enrugamentos do córtex humano, ele ocuparia uma área de 2500cm2. 4.1.A sua divisão e estruturas Algumas das circunvoluções do córtex são na verdade fissuras. A fissura mais profunda existente no córtex é a fissura longitudinal que se estende da parte anterior à posterior e separa os hemisférios direito e esquerdo. O cérebro e o Sistema Nervoso Outras fissuras marcam as grandes regiões de cada um dos hemisférios, chamadas lobos. Existem quatro lobos que têm o nome do osso craniano mais próximo. Em cada hemisfério, os lobos frontal e parietal constituem as porções mas anteriores e superiores do cérebro e são separados pela fissura central (sulco central). Os lobos temporais estão juntos com os lobos frontais com os quais formam uma fissura, fissura lateral. O lobo occipital é o lobo mãos posterior e está junto aos lobos temporal e parietal. O cérebro e o Sistema Nervoso 4.2. Localização de funções do córtex No século XIX a frenologia tornou-se popular. Frenologia é o estudo da estrutura do crânio de modo a determinar o carácter da pessoa e a sua capacidade mental. A frenologia baseia-se na associação da forma da cabeça (“caroços e protuberâncias”) com características da personalidade da pessoa, carácter, grau e criminalidade, etc. Actualmente sabe-se que esta teoria não é viável, apesar de haver zonas específicas para cada actividade, no entanto não foram descobertas através da forma da cabeça. O cérebro e o Sistema Nervoso Estudos posteriores baseados em lesões cerebrais permitiram concluir que, tal como já se sabia, diferentes estruturas do cérebro têm diferentes funções. Ou seja, a zona pré-frontal do córtex corresponde à área do pensamento, da resolução de problemas, da concepção de especializada planos na para resposta o as futuro, já informações a área tácteis, designada como a do córtex somatosensorial, localiza-se no lobo parietal. Para além destas, existe ainda, uma zona do córtex que permite a recepção de estímulos visuais e auditivos, respectivamente, no lobo occipital e temporal. Também existe uma zona do córtex associada aos movimentos, o córtex motor, que funciona em conjunto com o cerebelo, de forma a produzir movimentos coordenados. Existe hemisférios uma assimetria cerebrais. Na funcional maioria entre das os dois pessoas, o hemisfério esquerdo é o dominante. A sua função diz respeito a tradução das percepções em representações da realiadade, de natureza lógica, semântica ou fonética. O cérebro e o Sistema Nervoso Este hemisfério é o responsável por tudo o que se relaciona com a liguagem e com a organização do tempo. Por outro lado, o hemisfério direito tem um papel na construção de conceitos abstractos, estando especializado no reconhecimento de uma melodia ou de uma cara conhecida. Nas funções existentes em cada um dos hemisférios existe um chamado controlo contralateral que tem como base o facto de quando há a estimulação do hemisfério esquerdo desencadeia movimentos no lado do corpo por outro lado quando há a estimulação do hemisfério direito causa movimentos no lado esquerdo. O cérebro e o Sistema Nervoso 4.3.Lesões e a sua recuperação As lesões no córtex podem ser provocadas por tumores, hemorragias, bloqueio nos vasos sanguíneos e acidentes. Estas lesões levam à destruição de neurónios que, por sua vez, não têm substituição possível, tal como, acontece com as células mortas da nossa pele. Poderíamos estudar uma teoria em que fosse defendido o facto de áreas do cérebro que não foram afectadas tomem as funções daquelas que sofreram lesões, mas os factos não confirmam esta teoria, excepto em crianças de até cerca de quatro anos de idade, cujo cérebro ainda não atingiu o desenvolvimento completo. Uma função perdida após uma lesão, pode vir a ser recuperada numa outra zona do córtex, responsável pela mesma função e assim compensar a “deficiência” (função vicariante). O cérebro e o Sistema Nervoso Note-se que as conclusões baseadas no estudo das lesões cerebrais devem ser consideradas com alguma prudência, pois quando a lesão numa dada área provoca um determinado défice psicológico, isto não nos informa acerca do modo como essa área contribui para a função que se perdeu, apenas nos diz que essa área está, de alguma forma, envolvida na função que se perdeu. Existem vários tipos de lesões, tais como, a apraxia, que se baseia na incapacidade para agir e uma perturbação na organização da acção; a agrafia, que está relacionada com incapacidade de escrever; a afasia, incapacidade de falar, e pagnosia , que se debruça sobra a incapacidade de reconhecer rostos. → Recuperação Para recuperação de lesões cerebrais existem vários tipos de especialistas aos quais se pode recorrer, tais como, Neurologistas, Neurocirurgiões, Fisiatras e Neuropsicólogos. Os efeitos da deficiência ou incapacidade resultantes de um dano cerebral podem ser tratados de várias O cérebro e o Sistema Nervoso maneiras, incluindo medicação, psicoterapia, reabilitação neuropsicológica, cirurgia ou implantes físicos, tais como, a estimulação profunda do cérebro, ou ainda se pode recorrer à terapia ocupacional que está envolvida na execução de programas de reabilitação para auxiliar na recuperação de funções perdidas ou na reaprendizagen de habilidades essenciais. → Técnicas de Imagiologia Cerebral Tumografia axial computorizada (TAC)- Técnica para visualizar a anatomia do cérebro através de um feixe de raios X que atravessa a cabeça do paciente. Imagiologia por Ressonância Magnética (IRM)- Técnica de imagiologia mais utilizada,pois não se utiliza a técnica do Raio X, baseando-se apenas no princípio físico chamado ressonância nuclear magnética. -Mapas do córtex cerebral (imagens da ressonância magnética estrutural) em plano frontal. O cérebro e o Sistema Nervoso Electroencefalógrama (EEG)- Técnica que consiste na gravação da actividade pós-sináptica nos neurónios corticais. – Observação da actividade eléctrica do cérebro, à esquerda o traço é normal, à direita o traço indica uma crise de epilepsia. Tomografia Emissora de positrões (TEP)- Técnica que permite uma imagens tridimencional da localização da função cerebral. IRM funcional procedimentos (IRMf)da IRM Técnicaque adapta de a modo os fornecer excelentes imagens anatómicas. Pode também ser usada para medir as modificações fisiologicas rápidas. 4.4. Áreas de projecção Descobertas da função cortical permitiram afirmar que existem áreas primárias de projecção sensorial e O cérebro e o Sistema Nervoso motora. As áreas primárias de projecção sensorial servem como estações de recepção de informação que chega dos olhos, ouvidos e de outros órgãos dos sentidos. A área primária de projecção motora é o ponto de partida dos sinais que entram nas porções inferiores do cérebro e da espinal medula até que por fim levam ao movimento dos músculos. 4.4.1.Áreas primárias e nãoprimárias O córtex cerebral funciona como uma estrutura que acolhe funções distintas em diversas áreas complementares e coordenadas entre si. As áreas primárias de projecção dividem-se em sensitivas e motoras, já as áreas não-primárias são de associação. →Áreas Motoras Primárias são o ponto de partida dos sinais que entram nas porções inferiores do cérebro e da espinal medula até que por fim levam ao movimento dos O cérebro e o Sistema Nervoso músculos. A área motora cortical localiza-se no lobo frontal. No homúnculo motor, áreas do corpo de tamanho igual não recebem um espaço cortical com dimensão igual. As partes do corpo com maior mobilidade capazes de movimentos mais precisos e hábeis, tais como os dedos e a língua, ocupam maior espaço cortical do que as zonas do corpo com menor controlo, como o ombro e o abdómen. O cérebro e o Sistema Nervoso →Áreas Sensoriais Primárias ficam imediatamente atrás da área motora primária. Esta área, localizada nos lobos parietais em cada hemisfério, é a área receptora para a informação sensorial dos órgãos dos sentidos. A atribuição do espaço cortical é desproporcionada, de modo que as partes do corpo mais sensíveis ao tacto, como o dedo indicador e a língua, têm mais espaço cortical. Tal como o controlo motor, a sensação é contra lateral, tal que a informação sensorial de cada extremidade do corpo se dirige para o hemisfério do lado oposto a esta. Lesões nestas áreas levam à perda de sensibilidade discriminativa do lado oposto à lesão. Existem áreas primárias de projecção semelhantes para a visão e audição e estão localizadas nos lobos ocidental e occipital respectivamente. A ablação bilateral desta área leva à cegueira completamente, quanto à área auditiva, a ablação desta área leva à surdez completa. Também estas áreas de projecção são contra laterais. O cérebro e o Sistema Nervoso →Áreas (de associação) não-primária Consideram-se áreas de associação aquelas que não se relacionam directamente com a motricidade ou a sensibilidade e estavam implicadas em funções mentais superiores com o planeamento, a percepção, a memória, o pensamento e a linguagem. As regiões associativas motoras amplas existem imediatamente acima da área motora primária. Estas áreas não-primárias servem para organizar e relacionar as diversas mensagens que têm origem nas O cérebro e o Sistema Nervoso áreas primárias de projecção sensorial e que se dirigem para as áreas primárias de projecção motora. Contribuem efectivamente para a integração e a organização, para as chamadas funções mentais superiores. 4.4.2. Áreas de Broca e Wernicke Tanto a área de Broca como a área de Wernicke estão relacionadas com as perturbações da linguagem. Os nomes destas duas áreas foram atribuídos devido aos seus autores, Paul Broca e Karl Wernicke. A área de broca, localizada no lobo frontal esquerdo, é responsável pelo processamento da linguagem, produção da fala e compreensão. A destruição da área de broca provoca, geralmente, uma afasia expressiva. A área de Wernicke é responsável pelo conhecimento, interpretação e associação de informações. Graves danos na área de Wernicke podem fazer com que uma pessoa que escuta perfeitamente e reconhece bem as palavras, seja incapaz de agrupar estas palavras para formar um pensamento coerente. O cérebro e o Sistema Nervoso Assim, verificamos que estas duas áreas estão interrelacionadas e isso permite-nos falar e interpretar um discurso coerente. Um exemplo bem conhecido é o do cérebro embalsamado do célebre paciente de Broca chamado “Tan”, por ser esta a única sílaba que conseguia articular, devido a uma lesão na área de Broca. O cérebro e o Sistema Nervoso 5. Curiosidades Sabias que: -O encéfalo de crianças de 5 anos tem quase 95% de seu peso na vida adulta ; - Na adolescência as cintigrafias cerebrais (técnica de observação) mostram que partes do cérebro aumentam e diminuem durante a puberdade; - Nós temos no mínimo 100 triliões de sinapses no nosso encéfalo – isto é, 100.000.000.000.000, ou seja, mais que o número estimado de folhas nas árvores da Floresta Amazónica; - No pico do crescimento fetal, são produzidas 250 mil novas células nervosas por minuto (15 milhões por hora) ; - Células nervosas precisam de tanta energia que o encéfalo consome até 20% do oxigénio do corpo; -Os impulsos nervosos conseguem percorrer as fibras nervosas em velocidade de até 430 km/h; O cérebro e o Sistema Nervoso 6. Conclusão Este trabalho permitiu-nos ficar a conhecer melhor o funcionamento e a constituição do cérebro e do Sistema Nervoso. Através da pesquisa realizada ao longo das aulas, conseguimos alcançar os nossos objectivos, que eram interiorizarmos-nos no sistema Nervoso. Sendo o controlo contralateral o que nos susceptou maior interesse, pois o facto do hemisfério esquerdo controlar a parte direita do corpo e o hemisfério direito a parte esquerda foi uma novidade. Inicialmente, este trabalho não foi o mais desejado, mas acabámos por nos interessar bastante pelo tema e realizar o trabalho da melhor forma possível. O cérebro e o Sistema Nervoso 7. Bibliografia e webgrafia → Bibliografia Gleitman, Henry. Fridlund, Alan J. . Reisberg, Daniel. Psicologia, 8ªedição. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 2009 → Webgrafia http://blig.ig.com.br/bio_loucos/2009/01/24/curiosidadessobre-o-encefalo-e-o-sistema-nervoso/ http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervoso http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_nervoso_central http://pt.wikipedia.org/wiki/Enc%C3%A9falo http://pt.wikipedia.org/wiki/Medula_espinhal http://pt.shvoong.com/medicine-and-health/1744353espinhal-medula/ http://www.math.ist.utl.pt/cienciaviva/teoria.htm http://www.slideshare.net/joaomaria/basesneuropsicolgicas-da-aprendizagem