Neurônios espelho e autismo José Salomão Schwartzman Universidade Presbiteriana Mackenzie www.schwartzman.com.br josess@terra.com.br

Neurônios espelho descritos por Giaccamo Rizzolatti (1988) “mirror neurons” na área pré-motora ventral de macacos células que disparam quando o animal realiza uma ação específica com suas mãos: empurrar, puxar, agarrar e colocar um amendoim na boca as mesmas células disparam quando o animal observa alguém (o experimentador ou outro macaco) realizar a mesma ação

Neurônios espelho Rizzolatti et al., estudando descargas neuronais na área pré-motora (área F5 - frontal) de macacos observou neurônios que respondiam: a movimentos distais quando efetores (mão direita, mão esquerda e boca) apanhavam um objeto a estímulos visuais: à simples visão de um objeto que poderia ser apanhado (neurônios canônicos) à visão de um outro indivíduo realizando uma ação à sua vista neurônios espelho)

Rizzolatti G et al. (2008) Mirror neurons and their clinical relevance Nat Clin Pract Neurol doi:10.1038/ncpneuro0990 Mapa citoarquitetônico do córtex do macaco e exemplo de um neurônio espelho of a mirror neuron

Ativação dos neurônios na área parietal inferior (API) respostas motoras de neurônios espelho respostas visuais de neurônios espelho A B C pegar p/ comer p/ colocar 67 161 158 87 39 80 Rizzolatti G et al. (2008) Mirror neurons and their clinical relevance Nat Clin Pract Neurol doi:10.1038/ncpneuro0990

O sistema espelho em humanos Rizzolatti G et al. (2008) Mirror neurons and their clinical relevance Nat Clin Pract Neurol doi:10.1038/ncpneuro0990

respostas de neurônios espelho em macacos frente a estímulos: diversos: mão x pinça (Gallese et al., 1996)

vista lateral do cérebro de macaco Rizzolatti e Craighero, 2004

córtex pré-motor ventral em macacos córtex pré-motor ventral em humanos

o córtex temporal superior codifica uma descrição visual da ação

encaminha esta informação ao córtex parietal posterior que codifica o aspecto sinestésico do movimento

este mecanismo de parear a descrição visual da ação observada e as conseqüências sensitivas previstas permite o planejamento da imitação da ação observada que agora pode ocorrer

cópias eferentes do plano motor são enviados das áreas parietais e frontais de volta para o córtex temporal superior

sistema límbico giro cíngulo hipocampo giro para-hipocampal hipotálamo amigdala etc conexões entre um setor do lobo da insula (campo disgranular) com o sistema límbico, córtex parietal posterior, frontal inferior e córtex temporal superior possibilitam passar à áreas límbicas a representação da ação que processam seu conteúdo emocional

ativação da área frontal inferior esquerda durante sagital transverso coronal ativação da área frontal inferior esquerda durante observação de ações significativas

mordendo Buccino et al., 2004 homem macaco cachorro ativação cortical durante observação de mordidas

ações orais comunicativas Buccino et al., 2004 homem: leitura labial macaco: estalando os lábios cachorro: latindo ativação cortical durante observação de ações comunicativas

A B A - ativação do lobo parietal inferior quando os sujeitos olhavam suas ações sendo imitadas pelo experimentador A B B – variação hemodinâmica quando os sujeitos i – agiam espontaneamente; ii – quando imitavam ações realizadas pela experimentador; iii – quando olhavam suas ações sendo imitadas pelo experimentador Decety et al., 2002)

ativação pela imitação de imagens de mãos representando movimentos simples dos dedos médios ou indicadores (Molnar-Szakacs et al., 2004)

centros de ativação à visão de movimentos da face, corpo e mãos boca olhos corpo mão leitura labial movimento boca movimento corporal movimento ocular ação mão movimento mão segurar mão centros de ativação à visão de movimentos da face, corpo e mãos

Neurônios espelho Daniel Glaser, Córtex 2004 bailarinos e praticantes de capoeira estudado o padrão de ativação observado (ressonância magnética funcional) quando: bailarinos observavam ballet bailarinos observavam capoeira capoeiristas observavam capoeira capoeiristas observavam ballet

Glaser, 2004

Ressonância magnética funcional bailarinos vendo ballet bailarinos vendo capoeira sulco intraparietal capoeiristas vendo ballet capoeiristas vendo capoeira controles vendo ballet controles vendo capoeira córtex pré-motor dorsal Glaser, 2004

Picos de ativação na área central direita ( M1) e sulco pré-central (PMC) Carr L. et.al. PNAS 2003;100:5497-5502

Picos de atividade na área central direita (M1) e sulco pré-central (PMC) Carr L. et.al. PNAS 2003;100:5497-5502 Imitação Observação

Ativação na ínsula direita, córtex frontal inferior direito e córtex frontal inferior esquerdo. Carr L. et.al. PNAS 2003;100:5497-5502 Imitação Observação

Atividade significativamente aumentada na amígdala direita durante imitação de expressões emocionais faciais comparada com observação. Carr L. et.al. PNAS 2003;100:5497-5502

ativação cerebral de voluntários assistindo um filme em que um indivíduo cheira um odor nauseante: quando o individuo sente o cheiro (vermelho) e quando assiste o outro sentindo o cheiro (verde)

Neurônios espelho imitação aprendizado empatia

capacidade de imitação de bebês com 2 e 3 semanas (Meltzoff, 1977)

Dr. Andrew Meltzoff e um bebê com 18 dias de vida trocando gentilezas

Chimpanzé (5 a 11 semanas de vida) imitando uma pessoa mostrando a língua abrindo a boca protruindo aos lábios modificado de Myowa, 1996

19 crianças com 24 a 26 semanas de vida 15 adultos com 20 a 30 anos The infant mirror neuron system studied with high density. EEG. Pär Nyström, 2008 19 crianças com 24 a 26 semanas de vida 15 adultos com 20 a 30 anos EEG de alta densidade 4 vídeos a) circulo colorido estático b) circulo colorido movendo-se contra fundo branco c) dorso de uma pessoa movendo-se para pegar um objeto colorido d) o mesmo dorso com a mão afastando-se de um objeto

25 mulheres jovens e 25 homens pareados SEX DIFFERENCES IN THE NEUROANATOMY OF HUMAN MIRROR-NEURON SYSTEM: A VOXEL-BASED MORPHOMETRIC INVESTIGATION. CHENG et al, 2009 25 mulheres jovens e 25 homens pareados as mulheres apresentaram maior volume do que os homens na substância cinzenta da pars opercularis e região parietal inferior (sistema neurônios espelho) os questionários de empatia mostraram resultados na mesma direção mulheres>homens

Autismo e Neurônios Espelho

Desordens do Espectro Autista isolamento social pobre contacto visual distúrbios da comunicação falta de empatia dificuldades na compreensão de metáforas compreensão literal da linguagem dificuldades em imitar ações dos outros preocupação extrema com detalhes aversão a certos sons

Atraso no Desenvolvimento com etiologia mista N=20 Imitation performance in toddlers with autism and those with other developmental disorders. Rogers et al, 2003 77 sujeitos Transtorno autista N=24 Atraso no Desenvolvimento com etiologia mista N=20 síndrome de Down N=8 Síndrome do X-frágil N=18 Desenvolvimento típico N=15 sujeitos dos grupos clínicos 21 a 50 meses sujeitos desenvolvimento clínico 18 a 24 meses

Imitation performance in toddlers with autism and those with other developmental disorders. Rogers et al, 2003 provas imitação manuais: abrir e fechar ambas as mãos simultaneamente tocar o peito com uma mão, etc ações sobre objetos virar um carro de cabeça para baixo e tocar nele tocar um bichinho com o cotovelo, etc movimentos oro-faciais estender a língua e movimentá-la lateralmente, etc

Resultados imitação oral autismo fra-x+TA fra-x+AD AD típicas objeto manual autismo fra-x+TA fra-x+AD AD típicas

Autismo e neurônios espelho Baron-Cohen et al. (1985) demonstraram que crianças com autismo apresentam dificuldades na compreensão das crenças dos outros e sugeriram uma falha no que foi denominado de “teoria da mente” os testes que avaliam a “teoria da mente” se mostram mais alterados após os 4 anos de idade no entanto, sinais do quadro autístico estão presentes antes desta idade o que permite supor a existência de “precursores” da “teoria da mente”

Autismo e neurônios espelho possíveis “precursores”: jogo imaginativo capacidade de partilhar atenção com outra pessoa problemas com a “teoria da mente”: prejuízos sociais mais abrangentes: sócio-afetivos, falta de empatia e de engajamento social com os outros comportamentos repetitivos e estereotipados, desejo obsessivo pela mesmice, distúrbios da linguagem e prejuízos nas funções executivas

inibição das ondas mu realizando movimento observando movimento abrindo e fechando freqüência ondas antes movimento durante movimento em crianças autistas e controles crianças autistas controles realizando movimento observando movimento

condição Controles Transtornos do espectro autistico bola mão movimento condição

estudados 10 adultos voluntários e 10 pessoas com Síndrome de Down Changes in mu rhythm during action observation and execution in adults with Down syndrome: Implications for action representation. Naznin Virji-Babula et al,2008 estudados 10 adultos voluntários e 10 pessoas com Síndrome de Down registraram o ritmo mu cortical frente a duas condições: realizando um movimento observando o mesmo movimento feito por outra pessoa

realização observação

controles SD execução observação

Autismo e neurônios espelho uma vez que os neurônios espelho parecem estar envolvidos na interação social, disfunções deste sistema neural poderiam explicar alguns dos sintomas observados no Autismo: isolamento social ausência de empatia

Autismo e neurônios espelho estudos têm mostrado que indivíduos com Autismo mostram uma falta de atividade nos neurônios espelho em várias regiões do cérebro a questão é se alguma forma de restaurar esta atividade poderia aliviar alguns dos sinais e sintomas do quadro do Autismo

José Salomão Schwartzman josess@terra.com.br www.schwartzman.com.br