2.1 Como o Cérebro Trabalha  Hipótese de Daniel Langleben  Hipótese de Daniel Langleben : De modo a formular uma mentira, o cérebro tem de parar, em.

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1 2.1 Como o Cérebro Trabalha  Hipótese de Daniel Langleben  Hipótese de Daniel Langleben : De modo a formular uma mentira, o cérebro tem de parar, em primeiro lugar, de dizer a verdade, e só depois gera a mentira. Este processo pode ser cartografado com um “scanner”, através de 2 métodos, o PET (Positron Emission Tomography) ou o fMRI (Functional Magnetic Imaging).  Estes métodos são bons para localizar a actividade neuronal, mas maus para desenhar o rasto desta actividade.

2 2.2 Encadeamento Gene -> neurónio -> cérebro -> comportamento  O caminho para o comportamento, via os genes, conduziu a uma maior compreensão da mente e do cérebro. “O comportamento é comportamento somente quando é um mistério. Mas logo que qualquer peça de comportamento é compreendida no nível molecular, vira logo metabolismo.”  O cérebro produz as actividades cognitivas e o comportamento.

3 2.3 Behaviorismo vs. Biologia Molecular  Os behavioristas (John Watson e B. F. Skinner) inventaram uma psicologia sem quereres, intenções, ou emoções, a psicologia sem uma psique, onde tudo estava fora do cérebro.  Seymour Benzer descobriu que os comportamentos complexos eram compostos de comportamentos mais simples. Por exemplo, “fazer a corte” exige uma série completa de passos complicados, uma longa cadeia de diferentes peças de comportamentos mais simples, e cada passo torna o próximo passo mais compreensível. Uma coisa conduz à outra!

4 2.4 Pirâmide do Comportamento  O tempo, o amor e a memória são as 3 bases da experiência, os 3 tijolos fundadores da pirâmide do comportamento (Brenner, Benzer).  O comportamento de um ser vivo é composto de moléculas que estão ligadas a cada uma das suas peças, e existem ligações físicas entre os genes e o comportamento. Certos comportamentos são herdados.

5 2.5 Olhares do Cérebro  Anatomia: estrutura e organização.  Fisiologia: funções (cognitiva, motora, percepção).  Patologia: disfunções.

6 2.6 Sistema Nervoso  Sistema nervoso periférico u nervos sensoriais u nervos motores  Sistema nervoso central u medula u tronco cerebral u cerebelo u cérebro Sternberg, 37

7 2.7 Medula  Medula espinhal u comprimento: 45 cm; diâmetro: 1 cm u recebe informações sensoriais u envia comandos de movimento u controla movimentos reflexos simples

8 2.8 Tronco cerebral  Forma u tronco de cone; altura: 9-10 cm u função idêntica à da medula para a cabeça (incluindo face e boca) e pescoço, e ainda...  Bulbo raquidiano controla funções vitais: respiração, temperatura, ritmo cardíaco, etc.  Protuberância conecta cerebelo e córtex  Pedúnculo cerebral sistema reticular: influencia sono e vigília (arousal); consciência (awareness) Habib, p.82

9 2.9 Cerebelo  Cerebelo u controle da postura e do equilíbrio u coordenação dos movimentos voluntários Habib, p.85

10 2.10 Cérebro  Cérebro u funções motoras e cognitivas de alto nível: compreensão, aprendizagem, resolução, planeamento, decisão u adulto: peso 1250g; comprimento: 17 cm; largura: 14 cm u 2 hemisférios u 10 11 neurónios; 10 12 céluas gliais, 10 14 conexões (comparar com o número do código genético: 10 5 genes)  Estrutura geral u gânglios de base, sistema límbico e lobo límbico u substância branca u córtex

11 2.11 Gânglios de base  Estruturas e funções u núcleo caudado cada região conecta-se com áreas sensoriais específicas u putamen cada região conecta-se com áreas motoras específicas u hipotálamo conecta-se com o interior do corpo influencia motivação, emoções, sexualidade, sistema imunitário, ritmos circadianos Habib, p. 57, p.74

12 2.12 Sistema límbico  Sistema límbico u tálamo parcelamento funcional: cada região diferente do tálamo conecta-se com uma região diferente do córtex u septo influencia prazer e medo u amígdala e estria terminal influencia raiva e agressão u hipocampo e fórnix influencia aprendizagem e memória Habib, p.58

13 2.13 Lobo límbico  Circunvolução do cíngulo u influencia memória  Circunvolução do hipocampo u influencia memória Habib, p.58

14 2.14 Corte esquemático sagital Sternberg, p.48

15 2.15 Substância branca  Fibras u conectam zonas cinzentas: núcleos cinzentos centrais e o córtex (tb cinzento) u corpo caloso: conecta hemisférios Habib, p.72

16 2.16 Córtex  Constituição u fina membrana de camadas de neurónios (alguns mm) u área: ca. 1 m 2 ; cor: cinzenta Changeux, p65, ctx visual, ctx motor  Morfologia u 2 hemisférios: esquerdo e direito separados por fenda inter-hemisférica u 4 lóbulos (ou lobos) frontal, parietal, temporal e occipital u 2 sulcos principais: sulco central (ou rego de Rolando): frontal / parietal rego de Sylvius: temporal / frontal e parietal Sternberg, p.57

17 2.17 Especialização hemisférica  Hemisfério esquerdo especializado em processamento linguístico e capacidades analíticas  Afasias de... u...Broca lesão na área de Broca, hemisfério esquerdo, lobo frontal posterior, junto ao rego de Sylvius pacientes com discurso sincopado e agramatical "Why, yes...Thursday, er, er, er, no, er, Friday...Bar-ba-ra...wife...and, oh, car...drive...purnpike...you know...rest and... teevee." (Gardner, 1975, p.61) u...Wernicke lesão na área de Wernicke, hemisfério esquerdo, lobo temporal posterior pacientes com discurso fluído mas semanticamente desconexo "Boy, I'm sweating, I'm awful nervous, you know, once in a while I get caught up, I can't mention the tarripoi, a month ago, quite a little, I've done a lot well. I impose a lot, while, on the other hand, you know what I mean, I have to run around, look it over, trebbin and all that sort of stuff." (Gardner, 1975, p.68) Sternberg, p.53

18 2.18 Especialização hemisférica  Hemisfério direito especializado em processamento visual e espacial e em processamento de emoções  Pacientes com cérebro dividido (split-brain patients) u Ataques epilépticos são atenuados com o cisão do corpo caloso através de intervenção cirúrgica u Dispositivo experimental 1: Apresentar no hemicampo visual direito/esquerdo a imagem de um objecto –Pedir que o paciente o refira (capz/incapaz) –Pedir que o paciente o apanhe por apalpação com a mão esquerda(capaz/capaz) u Dispositivo experimental 2: Apresentar no hemicampo visual direito/esquerdo imagem violenta/erótica –Pedir descrição verbal: capaz mas “fria”/incapaz –Ausência de reacção emocional / ruborescência, sorrisos, incómodo,... Habib, p.273

19 2.19 Necessidades Físicas dos Paraplégicos  Para alguém paralisado a saída passa pelo controle mental: com implantes cerebrais ou através de capacetes. Exemplo: controlar um computador com a tecnologia das Interfaces Cérebro-Computador (BCI) para interactuar com um jogo, ou com uma televisão através da mudança dos seus canais.  A interface neuronal BrainGate cria uma ligação entre o cérebro do paciente e um computador, traduzindo a actividade neuronal em acção.

20 2.20 BrainGate  Colocar uma pastilha de 4mm com 100 microeléctrodos no córtex motor primário do paciente, a região do cérebro responsável pelo controle do movimento.  Quando o paciente pensa “mova o cursor para cima e para a esquerda” (para o ícone do email), os seus neurónios corticais disparam num certo padrão; o sinal é transmitido através de um conector ligado ao cérebro.  O sinal viaja para uma caixa instalada na cadeira de rodas do paciente, onde é convertida em informação óptica e enviada por fibra óptica ao computador.  O computador BrainGate sabe associar os padrões da actividade cerebral a movimentos particulares (para cima, baixo, esquerda, direita) e ligá-los aos movimentos de um cursor.

21 2.21 Visão Artificial: Cyborg  O neurocirugião João Lobo Antunes do HSM coloca implantes no cérebro de doentes com cegueira para ajudá-los a ver de novo.  Os implantes são próteses ligadas ao cortex visual que depois são ligadas a aparelhos capazes de manipular a informação.

22 2.22 Implantes lêem as Mentes  Implantes têm sido colocados nos cérebros de macacos para ler as suas mentes e prever o que eles estão para fazer e até que ponto estão entusiásticos sobre isso.  Estes implantes para ler sinais cerebrais de alto nível cognitivo pode ser úteis em doentes com paralesias.  Alvo: descodificar sinais de 96 eléctrodos numa região do cérebro acima do ouvido (cortex parietal). Os investigadores são capazes de prever 67% das vezes onde os macacos pretendem ir. Este valor pode subir para 88% quando os macacos esperam uma recompensa para realizarem uma certa tarefa.

23 2.23 Implantes lêem as Mentes  Foi possível prever que tipo de recompensa os macacos estavam à espera, sumo ou água simples, a partir dos sinais cerebrais.  No futuro poder-se-á aplicar esta via cognitiva às áreas cerebrais da linguagem, e assim descodificar as palavras em que cada pessoa estava a pensar.

24 2.24 Como Interactuam os Dois Hemisférios  1ª Teoria: Existe um interruptor, algures na profundidade do cérebro, para tornar dominante um dos 2 hemisférios, durante diferentes tarefas mentais, com os dois lados a alternarem constantemente. Em doentes com depressão maníaca, um hemisfério fica bloqueado numa posição dominante nos períodos de depressão, enquanto é o outro que é fechado durante o período da mania. A colocação de água gelada num ouvido desliga o interruptor.  2º Teoria: um hemisfério pode ser mais imaturo do que o outro, e este desequilíbrio conduz a doenças mentais. O paciente é motivado a falar com cada uma das metadas em separado para descobrir qual é que está menos maduro, e assim levá-los ao equilíbrio.