Bases neurais da linguagem

Bases neurais da linguagem
José Salomão Schwartzman

Compendiosa de Johannes Peyligk (1516) mostrando
os ventrículos e identificando os órgãos dos sentidos

diagrama frenológico de Johann Spurzheim (1825)

mapa da cabeça e face de autoria de I.W. Redfield (1866)

E=MC2 1+1=?? 2-1=??

Marie-Jean-Pierre Flourens (1794-1867)

Localização das funções cerebrais histórico
Jean Pierre Marie Flourens (1820), fisiologista francês, realizando experimentos em animais, não encontrou evidências de que áreas cerebrais diversas estivessem relacionadas com diferentes funções todas as funções comprometiam-se cada vez mais à medida em que mais substância cerebral era removida estes resultados levaram-no à interpretação de que o cérebro funcionava de modo unitário sua teoria opunha-se de forma frontal à teoria localizacionista de Gall e acabou prevalecendo por algum tempo

Paul Broca ( )

Bouillaud (1825), durante cerca de 40 anos, reuniu e apresentou mais de 100 casos de lesões do lobo frontal acompanhadas por perda da fala Paul Broca (1861), neuroanatomista e antropólogo, decidiu investigar este assunto e deparou-se com o caso de Tan, seu primeiro paciente que entendia a linguagem, porém não conseguia falar; não apresentava paralisia da língua nem dos lábios a autópsia revelou lesão no lobo frontal esquerdo (3a circunvolução frontal) e lesões na região têmporo-parietal do mesmo lobo

A B (A) American Phrenological Journal, 1850;
(B) frenologia e compatibilidade conjugal, 1888

Broca interpretou o quadro de Tan como um distúrbio peculiar da memória, envolvendo a memória para os movimentos necessários para pronunciar palavras interpretou seus dados como prova da presença de um “centro” da fala no lobo frontal ignorou as lesões encontradas nas regiões posteriores, afirmando serem estas mais antigas e sem importância com relação ao quadro clínico observado

duas fotografias do cérebro de Leborgne, 51 anos (“Tan”)
duas fotografias do cérebro de Leborgne, 51 anos (“Tan”). Musée Duputryen. Paris

fotografia do cérebro de Lelong (84 anos), o segundo
paciente afásico de Broca

em pouco tempo foram publicados 32 casos clínicos que endossavam a tese de Broca, muito embora vários deles pudessem ser considerados duvidosos na mesma época em que a tese da localização das funções cerebrais começava a ganhar adeptos, Armand Trosseau, outro médico francês, conseguiu reunir 135 casos de perda da fala que não se enquadravam no modelo proposto por Broca (Ryalis, 1984)

Broca (1865) afirmava que aprendíamos a falar com a metade esquerda, mais madura do cérebro, da mesma forma que aprendíamos a escrever com a mão direita, sabendo-se que esta mão também é controlada pelo hemisfério esquerdo essa assimetria funcional passou a ser considerada uma das “principais características do cérebro humano” (Broca, 1869)

Carl Wernicke (1848-1904), autor do
Der aphasische Symptomenkomplex (1874)

diagrama ilustrando um dos modelos de
Wernicke mostrando o centro terminal do nervo acústico (a)

Bases neurológicas da linguagem Lennenberg, 1967
defendia um modelo neurológico e maturativo do desenvolvimento afirmando que: 1)os hemisférios cerebrais são , ao nascimento, equipotenciais no que se refere à mediação da linguagem

2) a lateralização da linguagem (em geral para o esquerdo) se faz gradualmente por influências maturativas e ambientais; esta lateralização ocorre mais rapidamente entre 2 e 3 anos e, depois, mais lentamente até a puberdade, quando estaria completa (perda da equipotencialidade)

3) existe plasticidade inter-hemisférica para o desenvolvimento da linguagem; esta plasticidade é necessária para o aprendizado natural e completo da linguagem e também capacita o hemisfério direito a assumir a mediação da linguagem em caso de lesões do hemisfério esquerdo

o cérebro de um recém-nato pesa aproximadamente gm já demonstra as 6 camadas corticais as assimetrias anatômicas já estão presentes o planum temporale é maior à esquerda ( na maioria dos bebês) à partir da 29a semana gestacional

os processos subjacentes à maturação do sistema nervoso central (alterações anatômicas, padrões de assimetrias, mielinização e alterações na neurodensidade e espessura das camadas) estão 90% completos por volta dos 5 anos de idade

Conclusões existe uma evidente e precoce especialização do hemisfério cerebral esquerdo para a linguagem a maturação cortical está 90% completa por volta dos 5 anos de idade

neurônios em recém-nascidos e adultos

crescimento celular no córtex cerebral (0 a 2 anos)

recém-nascido 6 anos adulto

torção no sentido anti-horário
esquerdo direito torção no sentido anti-horário

área motora primária área somestésica primária área de associação parieto-têmporo-occipital área pré-motora área de associação pré-frontal área visual secundária área auditiva primária área visual área auditiva primária secundária área de associação límbica

hemisfério cerebral esquerdo
área pré-motora área somestésica área somatomotora área de Wernicke área de Broca área visual área auditiva hemisfério cerebral esquerdo modificado de Rohen e Yokochi, 1992

Áreas envolvidas com a função da linguagem no hemisfério esquerdo
área supramarginal área de Broca fascículo arqueado área de Wernicke área de Broca, área de Wernicke, área supramarginal e fascículo arqueado

planum temporale

E D a b c assimetrias do sulco lateral a- feto de 16 semanas b- adulto
c- fóssil de Neanderthal 60000 anos assimetrias do sulco lateral E D

assimetrias hemisféricas

e d e d assimetria (habitual) do planum temporale simétrico planum temporale

Assimetrias funcionais linguagem
utilizando o teste de Wada, Millner (1975) encontrou: hemisfério esquerdo dominante para a fala em 96% dos destros 70% dos canhotos hemisfério direito dominante para a fala em 4% dos destros 15% dos canhotos representação bilateral da fala em 0% dos destros

Pratt & Warrington (1972) e Warrington & Pratt (1973), utilizando o ECT unilateral, encontraram os seguintes dados: hemisfério esquerdo dominante para a fala em 99% dos destros 70% dos canhotos hemisfério direito dominante para fala em 1% dos destros 23% dos canhotos representação bilateral para a fala em 0% dos destros 7% dos canhotos

lesões unilaterais causando distúrbios afásicos têm sido relacionadas ao estudo da dominância cerebral para a fala Carter et al. (1980) reuniram vários estudos realizados no período de 1935 a 1973 envolvendo 1356 pacientes: hemisfério esquerdo dominante para a fala em 95% dos destros 51% dos canhotos hemisfério direito dominante para a fala em 5% dos destros 12% dos canhotos representação bilateral da fala em 0% dos destros 36% dos canhotos

testes de audição dicótica em indivíduos normais parecem ser um procedimento menos confiável do que os anteriores para a identificação do hemisfério dominante para a linguagem o percentual de destros que demonstram a esperada vantagem do ouvido direito varia de 75% a 87% (Blumstein et al.,1975), cifras inferiores às obtidas com outros testes a confiabilidade de testes baseados na percepção visual taquitoscópica é ainda menor; porém, confirmam a maior dominância cerebral esquerda para a linguagem nos destros

certas qualidades da linguagem, tais como ritmo, amplitude, altura, timbre, melodia, inflexão e ênfase, são comprometidas quando o hemisfério direito é anestesiado (teste de Wada) ou quando comprometido parcial ou globalmente a fala torna-se monótona, perde a entonação de tal modo que o interlocutor pode ter muita dificuldade para compreender a atitude, o contexto, a intenção e os sentimentos do paciente

sabe-se, hoje, que o hemisfério direito é superior ao esquerdo para distinguir, interpretar e processar nuances inflexionais verbais, incluindo intensidade, estresse, altura, timbre, cadência, tom emocional, freqüência, amplitude, melodia, duração e entonação (Blumstein & Cooper, 1974; Shapiro & Danly, 1985; Mahoney & Sainsbury,1987) o hemisfério direito seria o dominante para várias pistas não verbais da comunicação (Dwyer & Rinn, 1981)

pacientes com lesões do hemisfério direito, apesar de compreenderem frases, podem ter muita dificuldade em contextualizar, fazer inferências e identificar discrepâncias tendem a tornar-se muito concretos e literais podem apresentar verborragia e confabulação

os processos semânticos são severamente comprometidos nas lesões que atingem as regiões posteriores do hemisfério cerebral esquerdo lesões em regiões homólogas do hemisfério direito não causam este tipo de defeito sabe-se, entretanto, que o hemisfério direito tem alguma possibilidade de compreensão, principalmente de palavras que têm elevado grau de concretude (mesa, carro, hospital etc.) a compreensão de palavras com sentido mais abstrato (justiça, harmonia, ódio etc.) depende mais do hemisfério esquerdo

pacientes com lesões do hemisfério cerebral direito falam, em geral, com uma entonação pobre demonstram dificuldades na compreensão do tom emocional de uma conversação estes defeitos não são observados nas lesões do hemisfério esquerdo por estas evidências, podemos supor que o hemisfério direito tem importante papel nestes aspectos da linguagem

assimetrias funcionais linguagem
outras habilidades relacionadas à linguagem que são comprometidas nas lesões do hemisf ério direito, mas não nas do esquerdo, são a compreensão de metáforas e certos aspectos relacionados ao humor pacientes com lesões à direita entendem metáforas de forma muito literal não conseguem entender histórias de humor em quadrinhos

hemisferectomias em adultos a retirada cirúrgica do hemisfério esquerdo em pacientes adultos resulta, de início, em severo prejuízo funcional da linguagem vários pacientes demonstram surpreendente melhora voltando a produzir frases curtas, gramaticalmente corretas demonstram surpreendente grau de compreensão verbal persistem severos prejuízos da fala voluntária, escrita e leitura

Assimetrias funcionais linguagem em crianças
Basser (1962) estudou a influência de lesões cerebrais unilaterais na fala de 72 crianças: metade destas crianças, nas quais a lesão ocorreu antes dos 2 anos de idade, iniciou a fala na idade esperada, enquanto a outra metade demonstrou algum retardo os resultados foram idênticos nas lesões ocorrendo à esquerda e à direita estudando um grupo de crianças com idade variando entre o início da fala e os 20 anos de idade, encontrou que: lesões do hemisfério esquerdo produziram distúrbios da fala em 85% lesões do hemisfério direito produziram distúrbios da fala em 45%; porém, em todos estes casos, menos em um, a lesão ocorreu antes dos 5 anos de idade estes dados são consistentes com a hipótese de que a lateralização das funções da fala está completa por volta dos 5 anos de idade

Assimetrias funcionais linguagem em crianças
Woods & Teuber (1978) publicaram estudo realizado com 65 crianças com lesões unilaterais que haviam ocorrido após o início da fala 24/34 crianças com lesões do hemisfério esquerdo tiveram fase inicial de afasia contra 4/31 crianças com lesões do hemisfério direito os autores concluíram que o padrão de lateralização da linguagem observado nos adultos está presente logo após o nascimento e que não há evidências de que esta lateralização vá se desenvolvendo com o passar do tempo

Assimetrias funcionais música
a percepção musical pode envolver a contribuição especializada de ambos os hemisférios há uma vantagem do hemisfério direito para a percepção da melodia, altura, timbre e harmonia; porém, uma vantagem do esquerdo para percepção do ritmo Gordon (1978) encontrou uma vantagem do ouvido direito na identificação de melodias que diferiam apenas no ritmo, sendo as outras características mantidas inalteradas

alguns experimentos têm mostrado que músicos experientes têm uma vantagem do ouvido direito para o reconhecimento de melodias, enquanto músicos mais amadores têm uma vantagem do ouvido esquerdo (Bever & Chiarella, 1974; Wagner & Hannon, 1981 Brust (1980) descreveu o caso de dois músicos profissionais destros, com lesões hemisféricas à esquerda, que mostravam prejuízos na habilidade para ler e escrever músicas, preservando, entretanto, todas as outras habilidades musicais

há evidências de que a mão direita é mais eficiente na reprodução de ritmos o hemisfério esquerdo também parece ser mais eficiente no reconhecimento de padrões rítmicos: Robinson e Solomon (1974) apresentaram seqüências rítmicas diversas com 900 HZ simultaneamente no ouvido direito e esquerdo de indivíduos destros e observaram uma vantagem do ouvido direito (hemisfério esquerdo) Milner (1962), estudando pacientes com lesões unilaterais, não encontrou diferenças em testes de ritmo; observou, no entanto, que aqueles com lesão no hemisfério direito apresentavam desvantagens em testes que envolviam tempo, altura, timbre e memória tonal

existem relatos que dão conta de que compositores mantiveram as habilidades musicais após sofrer lesões no hemisfério esquerdo severas o bastante para causar afasias Maurice Ravel apresentou uma afasia sensorial aos 57 anos após acidente automobilístico; porém, manteve a habilidade de identificar melodias e de apontar erros musicais Shebalin, compositor russo, apresentou severa afasia sensorial após sofrer um AVC aos 51 anos; porém, manteve suas habilidades musicais a ponto de continuar a compor peças consideradas “notáveis” (Luria et al., 1965)

por outro lado, são conhecidos casos de músicos que após sofrer lesões do hemisfério direito passaram a demonstrar muita dificuldade para reconhecer melodias familiares e apresentaram amusia instrumental (Luria, 1973) entre não músicos, lesões do hemisfério direito podem dificultar a percepção de tempo, do ritmo e a habilidade em reconhecer ou lembrar tons, volume, timbre e melodia (Chase, 1967; Yamadori et al., 1977)

PET de indivíduo normal em repouso

PET de indivíduo normal sob estimulação visual
olhos fechados luz branca cena complexa

PET scans de indivíduo realizando tarefas relacionadas a palavras
ouvindo palavras vendo palavras falando palavras gerando palavras PET scans de indivíduo realizando tarefas relacionadas a palavras

PET scan de indivíduo normal realizando várias tarefas relacionadas à leitura

PET scan de indivíduo normal executando várias tarefas relacionadas à linguagem

PET scan de indivíduo realizando uma tarefa de nomeação
(imagem produzida na Universidade de Iowa, depto. neurologia)

os japoneses utilizam dois tipos de escrita: o Kanji, sistema logográfico, e o Kana, em que os símbolos correspondem às sílabas estudos taquitoscópicos revelam que o hemisfério esquerdo tem vantagem no reconhecimento do Kana e o direito, no reconhecimento do Kanji

as duas formas de escrita japonesa

kanji kana médico/professor

kanji kana bihete/cartão

kanji kana casa

kanji kana flôr

kanji kana mar

kanji kana montanha

esquerdo direito vias utilizadas para nomeação de objetos vistos
área de Broca fascículo arqueado área facial do córtex 6 (área 4) 5 área de Wernicke (área 22) do núcleo área de associação geniculado lateral 4 parieto-têmporo-occipital 1 giro angular (área 39) 3 2 áreas visuais secundárias (área 18) área visual primária vias utilizadas para nomeação de objetos vistos

E D área de Broca fascículo arqueado área de Wernicke corpo caloso
leitura oral fascículo arqueado área de Wernicke corpo caloso compreensão e rápido reconhecimento global da palavra imagem evocada giro angular por palavras correspondência grafema/fonema e integração trans-modal áreas occipitais mediais principais áreas envolvidas no processo da leitura, segundo Geschwind (1984)

direito esquerdo assimetrias funcionais dos hemisférios cerebrais

Assimetrias funcionais diferenças entre os sexos
muito embora o assunto seja controverso, há evidências de que homens e mulheres sejam dotados diferentemente em algumas habilidades as mulheres seriam superiores em tarefas que dependem do uso da linguagem, tais como fluência verbal, rapidez na articulação e gramática; seriam superiores, também, em tarefas que envolvem percepção rápida, precisão manual e cálculos aritméticos

muito embora o assunto seja controverso, há evidências de que homens e mulheres sejam dotados diferentemente em algumas habilidades os homens seriam superiores às mulheres em tarefas que envolvem noções espaciais, incluindo-se o reconhecimento de labirintos, montagens de figuras, rotação mental e habilidades mecânicas; os homens também são superiores, de modo geral, em raciocínio matemático, orientação em um determinado caminho e lançamento e intercepção de projéteis

Fatores hormonais Hampson (1988,1990) investigou eventuais diferenças de performance cognitiva em fases diversas do ciclo menstrual utilizou testes nos quais homens e mulheres mostram as diferenças mais evidentes a melhor comparação é aquela entre a fase menstrual (3 a 5 dias após início) e o período pré-ovulatório

ciclo menstrual e variação nos níveis hormonais

Fatores hormonais os resultados mostraram que as mulheres testadas nas fases estrógeno-elevadas apresentavam escores melhores naqueles testes nos quais elas, habitualmente são mais eficientes: fluência verbal e atividades motoras “finas” quando comparadas a mulheres testadas nas fases estrógeno-diminuídas estas últimas tinham melhores resultados nos testes espaciais, nos quais os homens são superiores, do que as mulheres nas fases estrógeno-elevadas

Fatores hormonais Hampson observou uma atividade motora que era melhor executada nas fases estrógeno-elevadas: caixa de seqüência manual nesta tarefa o sujeito necessita executar movimentos manuais distintos em rápida sucessão caixa de seqüência manual: as instruções dadas ao sujeito são - apertar o botão com o dedo index, puxar a barra vertical para a frente com os 4 dedos e apertar a barra inferior com a face lateral do polegar

Fatores hormonais a autora comparou a performance na prova da caixa de seqüência manual com outra prova motora: a de atirar objetos, nas quais os homens são superiores como seria de se esperar os escores das mulheres testadas, na prova da caixa de seqüência manual foram melhores nas fases estrógeno-elevadas não houve nenhuma diferença nas provas de atirar objetos realizada em várias fases do ciclo menstrual isto demonstra que nem todas as tarefas motoras são igualmente influenciadas pelas variações hormonais

observaram que as mulheres mostravam-se mais eficientes no meio do ciclo (estrógeno e progesterona nos níveis mais elevados) nas provas verbais e em uma prova de destreza manual a realização em uma tarefa espacial mostrou-se melhor no período em que os hormônios estão baixos

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