Bases Neurobiológicas da Consciência APRESENTAÇÃO DO SEMINÁRIO INTEGRATIVO Bases Neurobiológicas da Consciência Grupo 3C Módulo de Neurociências Prof: Benito 29/06/2009

Consciência Envolve um conhecimento de si próprio (experiência individual cognitiva) e o ambiente que cerca o indivíduo; Depende da interação da atenção, estado alerta e memória explícita.

Alerta Depende do Sistema Ativador Reticular Ascendente (SARA) presente no tegmento do tronco encefálico superior, e dos núcleos intralaminares do tálamo. Esse complexo sistema extende-se por todo o córtex cerebral. Acreditava-se que o SARA era composto por uma coleção indiferenciada de neurônios com conexões intrínsecas rostrais e caudais, porém estudos adicionais mostraram que esse sistema é composto por grupos celulares com propriedades distintas, tanto em relação às conexões quanto à neuroquímica.

Sistema Ativador Reticular Ascendente

Alerta O núcleo reticular do tálamo é o respónsavel pela entrada de informações específicas que são transmitidas para o córtex cerebral. Além disso, realiza um feedback para o tronco encefálico, que tem papel no controle do estado alerta e excitatório. Envolvido também nos processos de atenção e concentração.

Núcleo reticular do tálamo

Sistema de neurotransmissores envolvidos com o estado de alerta Colinérgico; Monoaminérgico; GABAérgico; Glutamatérgico Neuropeptídeos (TRH, somatostatina, substância P, NPY): modulam atividades corticais e influenciam cognições

Awareness Awareness  percepção “Compreensão do estado total do sistema” Não necessariamente envolve o entendimento Requer atividade cerebral cortical que está intrinsicamente conectada com estruturas subcorticais, dentre elas tálamo e hipocampo. Fenômeno eletrofisiológico gama (ritmo de 40 hz): Produzido por circuitos tálamo corticais durante a atenção e processamento sensorial; Requer integração da informação sensorial processada com a memória, atenção e respostas motoras; Esse ritmo envolve as redes neurais tálamo corticais, hipocampais e do neocórtex.

Circuitos Tálamo-Corticais

Awareness Um exemplo extremo de alerta sem awareness é o estado vegetativo persistente. O paciente pode ser despertado do sono com abertura ocular ou estímulo eletroencefalográfico sem haver percepção, compreensão, interação significativa ou resposta comportamental.

Sensação Necessária para permitir apreciação consciente; Envolve a percepção em uma parte do indivíduo de que algo está acontecendo como resultado de um estímulo em um receptor sensitivo; Possui representação em áreas cerebrais corticais primárias e processamento em áreas de associação; Possui modalidades primárias que incluem visual, auditiva, somatossensorial, olfatória, gustativa, vestibular e visceral; Tem um componente temporal e um espacial; Está conectada com a memória e o afeto, o que permite reconhecimento e apreciação de seu significado.

Homúnculo de Penfield

Sensação Blindsight – habilidade de responder apropriadamente a estímulos visuais mesmo quando há a falta da percepção sensorial consciente (cegueira de certas áreas do campo visual). Pode ser um fenômeno da função normal do cérebro ou resultado de danos cerebrais. Lesões que destroem ou isolam o córtex visual primário, mas preservam a via extra-geniculo-estriada e áreas extra- estriadas corticais, ainda permitem reações de comportamento a estímulos visuais não vistos (blindsight). A informação é processada em uma extensa área cerebral, embora não seja percebida conscientemente.

Atenção Definição: segundo Moscovitch, é um processo de controle que permite ao indivíduo selecionar, dentre um número de alternativas, a tarefa que ele irá executar ou os estímulos que ele irá processar, além da estratégia cognitiva adotada para realizar essas operações.

Atenção Estruturas cerebrais responsáveis pela atenção: Giro Anterior Cingulado Córtex Pré-frontal Dorsolateral Lobo Parietal Inferior Núcleos Centro-medianos e Parafascicular Núcleo Reticular do Tálamo Formação Reticular do Tegmento Mesencefálico Colículo Superior

Atenção Sistemas de Neurotrasmissores: Dopaminérgico Noradrenérgico Lesões: inatenção motora resulta de lesões da região frontal dorsolateral. O mutismo acinético, uma condição em que o animal aparentemente está acordado mas não responde a estímulos, pode ser produzido por lesões nos núcleos centro- medianos e parafascicular do tálamo.

Memória É o registro e posterior evocação (lembrança) de informações. Classificação temporal: Memória a curto-prazo (operacional) Memória a longo prazo  Modalidades : Memória visual, auditiva, tátil, olfativa, gustativa; ou multimodal  Tipo de atividade: Registro (aprendizado) e evocação (lembrança)

Memória Circuito da memória anterógrada : hipocampo, giro parahipocampal, subiculum, córtex entorrinal, córtex pararrinal, corpos mamilares, núcleo dorsomedial do tálamo, córtex cingulado, fórnix e tractos de fibras conectando essas estruturas.

Memória Anterógrada

Memória EXPLÍCITA : Consciente, depende de palavras. Episódica Semântica   IMPLÍCITA: Inconsciente, automática. Não depende de palavras.  Memória de representação perceptual Memória de procedimentos Memória associativa Memória não associativa MEMÓRIA OPERACIONAL

Memória Ressecção de estruturas temporais mediais bilateralmente  amnésia anterógrada e relativa preservação da memória remota. Pacientes amnésicos mantêm a memória implícita, porque esta, aparentemente, não é mediada por estruturas hipocampais. Alguém sem a capacidade de reter memória explicíta (consciente) não podem ser considerados inconscientes, porque o estado alerta é preservado e o indivíduo interage com o ambiente. Entretanto, falta o componente que permite a ligação consciente do passado com o presente.

Memória Moscovitch propõe que a evocação consciente ocorre constantemente e nos provê um senso de familiariade e continuidade. Então, o amnésico é descrito como “isolado em um momento único, como se houvesse uma lacuna ao seu redor”. “He’s a man without a past (or future) stuck in a constantly changing, meaningless moment” FALTA BIBLIOGRAFIA!

O Sistema Motivacional Fatores Externos Fatores Internos competição Estímulo Relevante Sistema Motivacional Comportamento Motivado Consciência Percepção Atividade Objetivada Emoções

O Sistema Motivacional O sistema motivacional é composto por estruturas em rede. Tal rede é composta por projeções do sistema sensorial que convergem de forma paralela e se relacionam com o hipocampo (consolidação da memória), com a amígdala (confere tom afetivo à experiência) e esta com o hipotálamo (expressão fisiológica das emoções).

Hipotálamo Decisivo na expressão das emoções Recebe aferências variadas: sistema límbico, córtex cerebral e formação reticular Responsável pela homeostasia endócrina, autonômica e comportamental. Sistema Límbico Córtex Cerebral Formação Reticular Hipotálamo Homeostasia Ajustes endócrinos, autonômicos e comportamentais

Cognição e o direcionamento da percepção Foco Dominante  Aquele que leva à ativação sincrônica e rítmica sináptica de várias regiões cerebrais. Se esta ativação atingir uma amplitude crítica , o foco é percebido como consciente.

Cognição Cognição é a capacidade de processar informações. Através da cognição o homem percebe estímulos do ambiente, processa-os e desenvolve estratégias adaptativas, podendo modificar o ambiente ou sua própria postura em relação ao meio em que vive.

Modelos Explicativos Modelo do “teatro cartesiano”  Defende a existência de apenas uma região responsável pela consciência. Não há nenhuma evidência anatômica ou fisiológica que sustente tal modelo. Modelo da rede interconectada  Defende que os processos sejam modulados em várias regiões, de forma não homogênea, do córtex cerebral formando uma rede interconectada, responsável pelo processamento paralelo das informações, o que determinaria a consciência.

Lobo Frontal Funções do lobo frontal: 1- organizar sensações 2- processar estratégias 3- verificar ações e expressões 4- posicionamento em um contexto histórico-social adequado área pré-frontal utiliza essas informações para permitir pesquisas mnemônicas adicionais e planejar novas ações Lobo Frontal (foco cognitivo – eficiência da memória) Cognição (processamento de informações) Seleção de informações

Lesões na área pré-frontal Déficits comportamentais Perda da inibição social Perda da detecção de novidades Distraibilidade Ruído interno Comprometimento atencional Percepção temporal deficiente Ausência de função cognitiva sustentada Perda da capacidade auto-avaliativa Perda da capacidade de ajustamento comportamental

Importância das áreas terciárias Lesões nos lobos frontal,parietal inferior e temporal superior perturbam a integração das funções cognitivas e afetivas da consciência. Lesões em áreas sensoriais primárias não causam perdas efetivas da consciência de si mesmo e espacial.Essas são mais proeminentes em lesões de regiões terciárias (multimodais).

Linguagem Em humanos a função da linguagem é muito desenvolvida. É uma das funções cognitivas mais complexas. Apesar de ser muito importante a linguagem não é fundamental para a cognição humana. Pessoas com afasias:continuam alertas e conscientes.

Bibliografia Kirsch-Pinheiro, M., Lima, J.V., Borges, M.R.S., Awareness em sistemas de groupware, 4 Jornadas Iberoamericanas de Ingenieria de Requisitos y Ambientes de Software, Santo Domingo, Costa Rica, 2001. Available in : http:// www. inf. ufrgs. br/ manuele/ awarenessV2. zip Young GB, Pigott SE. Neurobiological Basis of Consciousness. Arch Neurol 1999; 56: 153- 157.