3.1 Sistemas Funcionais  Funções do Sistema Nervoso  Motricidade Mecanismos destinados a mover o corpo e os membros: força para subsistir, agindo sobre.

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1 3.1 Sistemas Funcionais  Funções do Sistema Nervoso  Motricidade Mecanismos destinados a mover o corpo e os membros: força para subsistir, agindo sobre o ambiente envolvente.  Sensibilidade u Dor u Visão u Audição

2 3.2 Localização funcional  Experiência de Roland: ver débitos sanguíneos u 3 situações experimentais execução de sequência motora simples (1), execução de sequência motora complexa (2), representação mental sem execução motora: intenção da acção. u Medição da activação de zonas cerebrais: Habib, p.103 (1) (2)

3 3.3 Localização funcional  Principais áreas u córtex motor u córtex somestésico u córtex visual u córtex auditivo u córtexes associativos Sternberg, p.53

4 3.4 Organização topográfica  No córtex visual u Áreas corticais adjacentes representam áreas adjacentes do campo visual.  Activação do córtex visual de macacos, no lobo occipital injecta-se material radioactivo na corrente sanguínea. áreas do cérebro mais activas à custa de mais alimentação sanguínea. mais concentração sanguínea induz mais concentração radioactiva. scanner + software constroem imagem de áreas activadas (organização topográfica). Anderson, p.26 Estímulo visual (a), presente a um macaco, produz um padrão de activação cerebral (b), o qual adequa-se fortemente à estrutura do estímulo.

5 3.5 Organização topográfica  No córtex motor primário  No córtex somestésico primário u áreas adjacentes processam informação/comandam áreas adjacentes do corpo. u Neurónios próximos uns dos outros processam informação de parte do corpo próximas: minimizar distâncias neuronais e optimizar tempos de reacção.  No tálamo u parcelamento do córtex projecta-se no tálamo. Sternberg, p.58 Habib, p.119 Mapeamento das partes do corpo no tecido neuronal

6 3.6 Execução do movimento Córtex Cerebral Córtices Associativos Córtex Motor Estriado Substância negra Pallidum Tálamo

7 3.7 Áreas de Brodmann  Brodmann (1909) u Morfologia 52 áreas corticais, com base em diferenças no tipo dos neurónios constitutivos e na sua organização.  Mais tarde u Funcionalidade mostrou-se que algumas destas áreas têm valências funcionais específicas. Alguns exemplos: –3 - área somestésica primária –4 - motora primária –17 - visual primária –41 - auditiva primária Changeux, p.33 Anderson, contracapa

8 3.8 Mapa de Brodmann 4- Motora primária 3- Área somestésica primária

9 3.9 Organização distribuída e evolutiva  Funções motoras e cognitivas (sobretudo superiores) u Informação neuronal codificada em termos de padrões de activação Corolário: um mesmo neurónio da área motor estará activado no controle de diferentes partes do corpo (i.e. integrando vários padrões de activação). u Intervenção de várias áreas u Evolução individual "memorização" com prática (a) IRMf: corte axial superior (b) IRMf: corte axial inferior sobreposição de imagens diferidas no tempo. vermelho: estádio inicial da resolução de um problema complexo. verde: estádio subsequente, após prática Anderson, contracapa

10 3.10 Conexões e hierarquia das áreas  Hierarquia funcional bifurcada esquemática u meio exterior entre as áreas primárias e as áreas associativas não específicas u meio interior entre o hipotálamo e as áreas associativas não específicas Habib, p.65

11 3.11 Diferença específica dos seres humanos  Peso médio do encéfalo u Homem: 1 250 g u Elefante Africano: 5 700 g u Roaz azul: 6 000 g u Homens: 8,3g encéfalo / 1 cm altura u Mulheres: 8 g / 1 cm para 1.65 m de altura, homens com mais 45 g que mulheres.  Peso Encéfalo/PesoCorpo u Descrição: Ordenadas: peso do encéfalo (g) - logaritmo de 10 Abcissas: peso do corpo (Kg) – logaritmo de 2 pontos: espécies Insectívoros e primatas

12 3.12 Espécies

13 3.13 Diferença específica do homem Peso Encéfalo/PesoCorpo: Interpretação: u linhas: grupos zoológicos homogéneos entre espécies do mesmo grupo a proporção encéfalo/corpo é comum –insectívoros de base: musaranho, ouriço –insectívoros evoluídos: –pro-símios: lémur –símios evoluídos: macaco –hominóides: orangotango, chimpanzé, gorila –homem moderno u linhas são paralelas: entre grupos há saltos evolutivos, qualitativos cada grupo alinha pela mesma progressão da proporção u em coordenadas logarítmicas, inclinação 0.63(=2/3): proporcionalidade directa entre peso do encéfalo e superfície do corpo (NB: e não o peso do corpo)

14 3.14 Diferença específica do homem  Índice de encefalização: u Assunção: índice 1 para insectívoros de base u Homem: índice = 28,7 Um homem com o peso de um musaranho teria um encéfalo 28,7 vezes mais pesado Um muranho com o peso de um homem teria um encéfalo de 46 g u Chimpanzé: índice = 11,48 u Foca: índice = 15 u Golfinho: índice = 20

15 3.15 Evolução morfológica  Estrutura do encéfalo é comum a todos os vertebrados Changeux, p.59: encéfalo de um peixe (toit: lobo visual; cervelet: cerebelo; última secção: bulbo raquidiano)  Corticalização Proporção entre vesículas e estrangulamentos difere expansão do córtex em espécies evolutivamente posteriores  Corte vertical de um hemisfério u Esq. p/ dir.: répteis / mamífero primitivo (marsupial) / homem (vista anterior, hem. direito) v - ventrículo b - tálamo cc - corpo caloso p - lobo olfactivo n - neo-córtex Changeux, p.60

16 3.16 Evolução morfo-funcional  Rearranjo morfológico vai a par com rearranjo funcional u a - mamífero primitivo (ouriço) u b - insectívoro u c - primata prossímio u d - homem u P - córtex piriforme (lobo olfactivo) u M - área motora u S - área somestésica u V - área visual u A - área auditiva

17 3.17 O Método da Experiência  A TMS (Transcranial Magnetic Stimulation) recorre a uma corrente eléctrica que cria um campo magnético dentro de uma bobine, colocada no crânio de um paciente. Este campo corta o processamento cerebral na área particular, o que permite que se desliguem ou inibam certas áreas do cérebro. 1) Mostram-se 2 palavras num ecrã aos participantes. 2) Tarefa 1: Pergunta-se para eles decidirem se as palavras são sinónimas (ex. biscuit, coach, gift). 3) Tarefa 2: Pergunta-se para eles decidirem se as palavras são homófonas (ex. hear, serial, links).

18 3.18 Como o Cérebro Processa as Palavras 4) Quando a TMS foi aplicada contra a região anterior, os participantes levam mais tempo nos sinónimos, mas o seu desempenho nos homófonos não foi afectado. Quando a TMS foi aplicada contra a região posterior, o inverso foi verdadeiro.  Conclusão: Os sons das palavras são processados em partes do cérebro diferentes das que estão ligadas ao significado das palavras. A parte frontal da área de Broca lida com os significados e a parte de trás com os sons das palavras.

19 3.19 Cognição vs. Emoção  Como se articula a cognição com a emoção? Cognição: Reconhecimento de Padrões Memória Atenção Categorização Emoção Resolução de Problemas Raciocínio Tomada de Decisão

20 3.20 Mente como um Filme: segundo Damásio  Como a velha capacidade humana de processar emoções acompanha as experiências cognitivas muito rápidas? O que está na mente? Como é que os filmes podem ser ferramentas para explorar a mente, para preencher a necessidade humana de experimentar emoções, ou para imitar o processo de edição que os nossos cérebros realizam?  O cinema, o teatro e a literatura têm sido modos de inquirir a mente humana, ao olharem para a mente e o comportamento humano. John Huston chamou uma vez a atenção para o modo como um filme é montado, pois o corte das cenas no cinema é feito ao ritmo do pestanejar.

21 3.21 “Being John Malkovich”  Este filme ilustra bem o modo como podemos simular no cinema as experiências subjectivas de uma outra pessoa. Os neurocientistas cognitivos estão também continuadamente a ligar as experiências mentais subjectivas e as coisas objectivas observáveis.  A trilogia Matrix exemplifica como olhamos para as imagens em movimento. A definição do que é um filme fica exposta, assim como entramos explorarmos o que é entrar em realidades virtuais.  Os jogos de vídeo são populares pois de facto o que eles fazem é jogar com uma narrativa e permitir que os jogadores olhem para uma história. Temos assim formas diferentes de criar ambientes onde podemos entrar e sofrer a alteração das nossas disposições.

22 3.22 Emoções  Segundo Peter Greenway o cinema não fez mais do que ilustar as novelas do século XIX, pois segue uma narrativa compreensiva.  A nova tecnologia digital permitiu amplificar os efeitos especiais e inventar outro tipo de duplos, e assim permitir modos diferentes de contar histórias e de fazer os espectadores experimentar novas emoções (ou as que gostariamos de ter e não ter) e realidades. Ver um personagem e depois olhar para o mundo através dos seus olhos é o que uma narrativa faz, e assim não existem grandes mudanças quanto à sua estrutura.

23 3.23 Emoções  Com o cinema procuramos alimento para as nossas emoções. E a Biologia ajuda-nos a perceber a diferença entre cognição e emoção.  Há uma diferença no modo como o cérebro e o nosso organismo em geral processa a cognição e a emoção. A cognição (pensamento) é como a iluminação: é muito rápida e tem potencial para se tornar ainda mais rápida com as novas tecnologias. Isto não quer dizer que teremos processos emocionais (disposições, receios) mais rápidos porque estes são muito antigos em termos da evolução. As emoções são muito rígidas e mais difíceis de mudar em pouco tempo.

24 3.24 Controle do peso pelo cérebro  O cérebro regula a ingestão de alimentos e o gasto de calorias com o objectivo de manter estável o peso do corpo. Quando algo ocorre mal com este processo, surge a obesidade.  3 Fases: 1) o cérebro recebe informação sensorial do corpo, incluindo a informação das hormonas (leptin e ghrelin, e das energias como a glucose e os ácidos das gorduras); 2) integra esta informação com elementos que recebeu do mundo externo (aromas) e com o estado emocional do organismo; 3) faz alterações adequadas à ingestão da comida e ao gasto de energia, de modo a manter o equilíbrio energético e impedir a obesidade. A proteína receptora MC4R é crítica ao longo deste processo.

25 3.25 Estudos da Cocaína no Cérebro  Estudos sobre o efeito da cocaína no cérebro incidiram na ligação entre duas regiões particulares: 1) por um lado, o cortex pré-frontal, responsável pelos comportamentos cognitivos, tais como conduta social e personalidade, e a zona junto ao hipocampo, a qual governa a memória, a aprendizagem e a emoção; 2) e por outro lado, o nucleus accubens, que processa as boas sensações, tais como ser recompensado por um certo comportamento. Ao estudarem-se os circuitos cerebrais que ligam as duas áreas em ratos, descobriu- se que a cocaína restringe a capacidade do cérebro em criar novos caminhos neuronais, e assim novas respostas, a partir de novas experiências.

26 3.26 Estudos da Cocaína no Cérebro  Os estudos comportamentais dos ratos após a injecção de cocaína mostraram que estes procuravam mais recompensas e eram menos capazes em aprender novas estratégias.  As consequências fisiológicas são: os utilizadores comportam-se menos adequadamente porque os seus cérebros estão menos aptos a alterarem as suas respostas perante as novas situações.  Estes estudos podem ter implicações no tratamento da esquizofrenia, da depressão e do stress pós- traumático.