a ciência neural cognitiva se apóia em cinco abordagens principais

A CIÊNCIA NEURAL COGNITIVA SE APÓIA EM CINCO
ABORDAGENS PRINCIPAIS.
A ciência neural cognitiva emergiu a partir de cinco principais
desenvolvimentos técnicos e conceituais.
1. nas décadas de 60 e 70 foram desenvolvidas técnicas para examinar a
atividade de células isoladas nos cérebros de primatas intactos e ativos,
tornando possível estudar processos perceptuais e motores ao nível celular
enquanto os animais estavam engajados em comportamentos típicos.
2. estudos celulares levaram ao achados de que mesmo processos cognitivos
complexo, como a atenção e a tomada de decisões, estão correlacionados
com o padrão das descargas de células individuais em regiões específicas
do cérebro. Isto mudou a maneira pela qual o comportamento é estudado
tanto em animais experimentais quanto em seres humanos, de modo que o
foco atualmente não é sobre como um estímulo provoca uma resposta, mas
sobre como se chega a uma resposta _ sobre o processamento da
informação.
3. os desenvolvimentos da neurobiologia dos sistemas e da psicologia
cognitiva estimularam um interesse renovado da neurologia
comportamental. Já que a base neural da cognição começa com operações
locais no cérebro, aprendeu – se muito com o estudo de lesões corticais.
Muitos pacientes com lesões em regiões específica do cérebro exibem
déficits cognitivos bastante específicos. Esses estudos indicam que dentro
de qualquer sistema cognitivo há muitos módulos independentes de
processamento de informações. O sistema visual, por exemplo, tem vias
especializadas para o processamento de informações acerca da cor, forma
e movimento.
4. desenvolvimento das técnicas de imagem_ a tomografia por emissão de
pósitrons (PET), a imagem por ressonância magnética (MRI), a
magneotoencefalografia, e as colorações sensíveis à voltagem _ tornaram
possível relacionar alterações da atividade em populações de neurônios
com processos mentais específicos no cérebro humano vivo.
5. a ciência da computação fez duas contribuições distintas à ciência neural
cognitiva de grande populações de neurônios e começar a testar idéias
específicas sobre funções cerebrais complexas. Sistemas complexos de
neurônios, como os que medeiam a percepção e a ação, requerem que se
compreenda não apenas as propriedades celulares mas também os circuitos
dos sistemas. Os processos cognitivos são análogos aos programas dos
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computadores (processamento, transformação, armazenamento e
recuperação de informações).
O CÉREBRO TEM UMA REPRESENTAÇÃO ORDENADA DO
ESPAÇO PESSOAL
O tato e a propriocepção são duas modalidades sensórias conduzidas
pelo sistema sensorial somático. O tato é o sentido da textura dos objetos e o
seu movimento sobre a pele. A propriocepção é o sentido da posição estática
e do movimento de nossos dedos e membros. O tato e a propriocepção nos
tornam capazes de sentir o tamanho e a forma de objetos colocados na mão.
O sistema sensorial somático também está implicado com a nocicepção (dor) e
o sentido da temperatura (calor e frio), mas não consideraremos estas
modalidades aqui.
O sistema sensorial somático contém primariamente neurônios
receptores, localizados na pele e em outros tecidos do corpo, que transformam
a energia dos estímulos em eventos neurais. O sentido do tato é mais
discriminativo nas pontas dos dedos. Os receptores do tato nos dedos
mandam informações sobre a textura dos objetos para o cérebro de modo
que podemos ler braille ou tocar um instrumento musical. Receptores nos
músculos e articulações dos dedos mandam informações acerca das
angulações das articulações dos dedos, que são importantes para o
reconhecimento do tamanho e da forma dos objetos apreendidos.
No sistema sensorial somático há apenas três retransmissões sinápticas
entre os neurônios sensoriais e o córtex cerebral. A primeira é feita pelos
prolongamentos centrais das células ganglionares da raiz dorsal para os
neurônios nos núcleos grácil e cuneado do bulbo. Em seguida, os axônios
desses neurônios bulbares cruzam a linha média e ascendem para o núcleo
posterior ventral do tálamo. Finalmente, os neurônios talâmicos mandam
axônios para uma região do lobo parietal anterior chamada de córtex sensorial
somático primário, ou S-1. A remoção de S-1 produz déficits na
propriocepção e na capacidade de discriminar o tamanho, textura e forma
de objetos. O sistema sensorial somático e cada um dos outros sistemas
sensoriais estão organizados em série mas também incluem vários
componentes que operam em paralelo.
As respostas evocadas foram usadas mais tarde por Marshall, Clinton
Woolsey e Philip Bard para mapear a representação da superfície do corpo no
giro pós – central em macacos.
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Penfield construiu um mapa da representação neural do corpo no córtex
sensorial somático.
MAPAS CORTICAIS CONFIÁVEIS DO CORPO SÃO A BASE DA
EXTIDÃO DO EXAME NEUROLÓGICO CLÍNICO
Os distúrbios dentro do sistema sensorial somático podem ser localizados
clinicamente com notável exatidão porque há uma relação direta entre a
organização anatômica do cérebro e funções perceptuais e motoras
específicas.
exemplo: crise jacksoniana, um ataque de epilepsia sensorial
característico descrito pelo neurologista John Hughlings Jackson. No início
ocorre dormência e parestesia (sensação inapropriadas como queimação ou
alfinetadas) as quais começam num local e se espalham por todo o corpo. Por
exemplo, a dormência pode começar nas pontas dos dedos, se espalhar para a
mão, subir pelo braço, atravessar o ombro, ir para o dorso, e descer pela perna
do mesmo lado. A extensão ordenada da crise _ começando lateralmente na
área da mão e se propagando em direção à linha média _ é explicada pela
disposição das projeções sensoriais no cérebro.
O CÓRTEX TEM UM MAPA DO CORPO PARA CADA
SUBMODALIDADE DE SENSAÇÃO
o uso de microeletródios revelou não apenas um mas quatro mapas
bastante completos no córtex sensorial somático primário (S-!), em cada uma
das quatro áreas de Brodmann: as áreas 3 a, 3 b, 1 e 2.
Cada uma dessas áreas representa características diferentes do tato e da
informação proprioceptiva. As informações sensoriais a partir dos músculos e
das articulações, importantes para propriocepcão dos membros, se projetam
para área 3 a, e as informações a partir da pele, importantes para o tato, para a
área 3 b. As informações sensoriais da pele são adicionalmente processadas na
área 1 e combinadas com informações dos músculos e articulações na área 2.
Isto explica por que uma pequena lesão discreta na área 1 prejudica a
discriminação tátil, enquanto uma pequena lesão na área 2 prejudica a
capacidade de reconhecer a forma e o tamanho de um objeto na mão. Das
quatro representações corporais no córtex sensorial somático primário as das
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áreas 3 a e 3 b são elementares, enquanto as das áreas 1 e 2 são complexas
porque representam a elaboração das informações sensoriais.
Nos mapas somatossensoriais de Brodmann áreas 3b e 1 são paralelas
uma à outra e correspondentes em sua representação medial a lateral da
superfície do corpo. Isto explica por que os primeiro estudos, que exploravam
uma área limitada do giro pós – central e usavam técnicas de resolução
precária, concluíram que havia apenas uma grande representação da superfície
do corpo no córtex.
S-1 projeta para outras áreas do lobo parietal. Por exemplo, S-1 projeta
para as áreas sensoriais somáticas secundárias, onde as entradas
somatossensoriais são usadas para o aprendizado de novas discriminações
sensoriais, e para o córtex parietal posterior, onde as informações somáticas
são usadas para configurar a imagem corporal e para o planejamento de
movimentos no espaço extrapessoal.
A REPRESENTAÇÃO INTERNA DO ESPAÇO PESSOA; PODE SER
ESTUDADA AO NÍVEL CELULAR: CADA NEURÔNIO CENTRAL TEM
UM CAMPO RECEPTIVO ESPECÍFICO
Cada ponto da pele é monitorizada por uma população de células em
vez de por uma única célula porque os campos receptivos se superpõem.
Quando um ponto da pele é tocada, a população de neurônios corticais cujos
campos receptivos incluem aquele sítio é excitada. A estimulação de um outro
ponto na pele ativa uma outra população de neurônios corticais. Assim,
percebemos que um ponto determinado da pele está estimulado porque uma
população específica de neurônios no cérebro é ativada. Inversamente, como
Penfield ilustrou, quando um ponto sobre o córtex é estimulada eletricamente,
experimentamos sensações táteis sobre uma parte específica da pele.
O ESPAÇO REAL, BEM COMO O IMAGINADO OU LEMBRADO, É
REPRESENTADO NAS ÁREAS DE ASSOCIAÇÃO PARIETAIS
POSTERIORES
Até aqui consideramos a função das áreas sensoriais somáticas primária
e secundária no córtex parietal anterior. Como vimos as áreas 3b e 3 a são as
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áreas de recepção cortical de uma variedade de informações somatossensoriais
a partir do tálamo, enquanto as áreas 1 e 2 congregam as entradas
provenientes das áreas 3b e 3 a, providenciando o reconhecimento das formas
dimensionais dos objetos e a execução de movimentos finos.
As áreas sensoriais somáticas primária e secundária do córtex parietal
anterior projetam – se para as outras principais subdivisões do lobo parietal: o
córtex parietal posterior (as áreas 5 e 7 de Brodmann).
As áreas parietais posteriores também recebem entradas a partir do sistema
visual e auditivo e estão implicadas na integração das entradas sensoriais
somáticas com essas outras modalidades sensoriais para dar origem a
percepções e focalizar a atenção no espaço extrapessoal. As lesões nessas
áreas não produzem deficiências sensoriais simples como a cegueira,
surdez, ou perda da sensibilidade tátil. Os déficits são de natureza mais
complexas, incluindo defeitos da percepção espacial, da integração
visuomotora, e da atenção dirigida.
Lesão do lobo parietal posterior dominante (geralmente o esquerdo)
pode produzir afasia (um distúrbio da linguagem, ao qual retornaremos). Além
disso, essas lesões produzem agnosia (incapacidade de perceber objetos
através de canais sensoriais que funcionam normalmente sob outros aspectos).
Uma das agnosias, vista após a lesão do córtex parietal posterior esquerdo, é a
estereognosia, incapacidade de reconhecer a forma dos objetos pelo tato
mesmo que não haja deficiência pronunciada das vias somatossensoriais.
As lesões do lobo parietal posterior não – dominante (geralmente o
direito) não causam distúrbios da linguagem. Em vez destes, os pacientes com
lesões situadas à direita exibem alguns dos mais notáveis defeitos cognitivos
que podem ser vistos num paciente neurológico. Frequentemente apresentam
uma agnosia que se manifesta como um déficit impressionante da imagem
corporal e da percepção consciente dos aspectos espaciais de todas as entradas
sensoriais a partir do lado esquerdo do corpo, bem como do espaço externo.
Apesar de duas sensações somáticas estarem intactas, esses pacientes ignoram
a metade do corpo, deixando de vestir, tirar a roupa, a lavar o lado afetado
(síndrome da negligência).Os pacientes podem mesmo negar ou desconhecer
um braço ou uma perna afetados, chegando até a dizer. “Quem pôs este braço
na minha cama?” Podem também negar a existência de qualquer paralisia
nesse membro e podem tentar sair do hospital prematuramente, já que sentem
que não há nada de errado com eles.
Os pacientes com a síndrome da negligência não apenas ignoram a
metade de seu corpo, também ignoram a metade do mundo exterior. Por
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exemplo, esses pacientes às vezes mostram um grave distúrbio da sua
capacidade de copiar figuras desenhadas. Assim, o paciente pode desenhar
uma flor com pétalas apenas do lado direito da planta. Quando se pede que
copiem um relógio, ignoram os números à esquerda e tentam colocar todos os
12 números do lado direito, ou desenham ao longo do lado correndo para fora
do mostrador.
Um exemplo particularmente dramático de negligência visual é
evidenciado nas pinturas de um artista alemão que sofreu um derrame que
afetou seu córtex parietal posterior direito. Pediu – se que pintasse auto –
retratos durante sua recuperação, e os quadros mostravam uma profunda
negligência do lado esquerdo da face nos retratos feitos aos 2 e 3,5 meses.
Houve recuperação parcial aos 6 meses, mas a negligência persistiu, apesar de
em menor grau, mesmo depois dos outros sintomas do paciente terem
essencialmente se recuperado ao 9 meses. Alguns aspectos da negligência
resultam da falta de percepção da metade contralateral do corpo. Essa perda da
percepção inclui não apenas a perda da representação do espaço pessoal. Há
também uma perda da memória, que explica por que esses pacientes
geralmente não se dão conta de seus déficits.
AS LESÕES NO CÓRTEX DE ASSOCIAÇÃO PARIETAL
POSTERIOR PRODUZEM DEFEITOS DA ATENÇÃO
Uma característica crítica da percepção é o desvio da atenção de um
objeto no campo visual para o outro. A imagem por PET de pessoas normais
mostrou que, quando as pessoas desviam sua atenção no campo visual tanto o
córtex parietal (posterior) superior quanto o córtex frontal são ativados. Cada
área está implicada com diferentes aspectos da atenção. A região parietal se
ativa quando a atenção é desviada com base em indícios sensoriais,
independentemente da execução de um ato motor. A região frontal se ativa
apenas quando estímulos seletivos levam a uma resposta motora a ser
executada.
Quando pacientes com lesões do lobo parietal são confrontados com
estímulos simultâneos em ambos os campos visuais, esquerdo e direito, são
incapazes de detectar os estímulo sensorial no lado contralateral ao da lesão.
Apesar do déficit da focalização espacial da atenção por si só não explicar a
ampla faixa de fenômenos observados que contribuem para a negligência,
parece que contribui de modo importante para síndrome clínica.
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