AS NEUROCIÊNCIAS COGNITIVAS

As pesquisas não mentem

“As neurociências se relacionam com a ciência dos neurônios, do sistema nervoso, sendo as neurociências cognitivas o estudo dos mecanismos dos sistemas neurais mais complexos associados às funções mentais superiores: linguagem, memória, atenção, consciência e representações mentais” (FIORI, 2008, p. 11-12).

Organização do sistema nervoso – neurofisiologia e neuroanatomia

Sobre o sistema nervoso, Danucalov e Simões (2009), nos diz que “é formado por diminutas células conhecidas por neurônios (p. 51).

Segundo Fiori (2008) “os neurônios são as células excitáveis do sistema nervoso que veiculam as informações entre a periferia do sistema nervoso central, e, reciprocamente, entre as diversas regiões do sistema nervoso central” (p. 22).

Os neurônios são constituídos por três tipos básicos de estruturas básicas (DANUCALOV e SIMÕES, 2009):

 

• Dendritos: prolongamentos curtos em formato de fios que recebe as informações procedentes de outras células nervosas e as envia para o corpo do neurônio.
• Corpo celular: delimitado por uma membrana, constituída por dupla camada lipídica, contém todas as organelas necessárias à manutenção da vida celular e reúne e as informações que chegam dos dendritos.
• Axônio: extremidade mais longa de um neurônio que leva informações para outras células, conectando-se com os dendritos.

 

A sinapse

 

A sinapse é um espaço entre o elemento pré-sináptico (ramificações axonais) e o elemento pós-sináptico (dendritos) e foi proposta por Sherrington no final do século XIX (FIORI, 2008).  As sinapses podem ser excitatórias (atua no sentido de provocar um disparo no neurônio pós-sináptico, disparo esse que se propaga pelo seu axônio) ou inibitórias (atua no sentido de inibir este disparo).

As sinapses, em sua grande maioria, são químicas  e o fluxo de informações é transmitido de uma célula para outra através de um agente químico, o neurotransmissor, uma molécula química que permite o impulso nervoso passar de um neurônio para o outro.  Os principais neurotransmissores são: acetilcolina, serotonina, histamina, adenosina trifosfato, catecolaminas (dopamina, adrenalina, noradrenalina), os ácidos aminados (glutamato e ácido gama-aminobutírico – Gaba).  Os neurotransmissores são excitantes e favorecem a transmissão do influxo nervoso, ou são inibitórios, freando a transmissão (FIORI, 2008).

O neurônio possui uma membrana plasmática, composta de dupla camada de lipídeos, que separa o meio extracelular do intracelular.  Nesses meios existem os átomos – sódio (Na+), potássio (K+) e cloro (Cl-) – por exemplo que são portadores de um sinal o que lhe confere carga elétrica.  Esses átomos são conhecidos como íons, que conferem ao neurônio a capacidade de produzir uma corrente elétrica (FIORI, 2008).

Nos meios intra e extracelular estão presentes íons e proteínas. Estas estão incrustradas na membrana plasmática o que lhe confere impermeabilidade, sendo seletiva a alguns íons.  Essas proteínas são chamadas canais iônicos.  Há os canais específicos para o sódio (Na⁺), potássio (K⁺) e cálcio (Ca⁺⁺) (FIORI, 2008).

A diferença de potencial entre o interior de uma célula e o fluido extracelular é chamado de “potencial de membrana”. Numa célula não excitada, isto é, que não esteja recebendo informação de outras células, o potencial de membrana é mantido em valor estável ao longo do tempo, sendo por esta razão referido usualmente como “potencial de repouso”.

No neurônio, as cargas elétricas do meio externo são mais positivas do que a do meio interno, Na⁺ e Cl^– e internamente há mais quantidade de K⁺. A quantidade de Na+ no exterior do neurônio é maior que a quantidade de K⁺ do interior, porém, ambos são íons positivos, convencionando-se que o interior é negativo e o exterior é positivo.  Essa diferença cria um dipolo, processo biofísico da membrana neuronal (DANUCALOV e SIMÕES, 2009).

A polarização é momentaneamente quebrada quando um neurônio necessita enviar uma informação para outro neurônio.  Quando a célula nervosa gera um sinal elétrico, o dipolo é invertido por alguns milissegundos.  Isso é chamado despolarização (DANUCALOV e SIMÕES, 2009).

Os neurônios podem estar ativos ou inativos, despolarizados ou polarizados.  A outra opção é o de “desligar” o neurônio.  O encéfalo prioriza determinadas percepções pois, para o ser humano é contraproducente estar atento a todos os estímulos ambientais.  O cérebro prioriza determinadas percepções, enquanto anula outras e para que isso ocorra é necessário “desligar” os neurônios responsáveis por essa função.  Isso é chamado de hiperpolarização, e quando acontece deixa o neurônio em estado letárgico (DANUCALOV e SIMÕES, 2009).

 

Divisão anatômica do sistema nervoso

O sistema nervoso é um conjunto de estruturas altamente especializadas e suas partes exercem funções específicas.  Entretanto, cada uma das partes está conectada com as demais e, muitas vezes, a ativação de uma determinada região poderá acarretar uma resposta em outras regiões mais distantes.

O sistema nervoso está dividido em Sistema Nervoso Central (SNC) e Sistema Nervoso Periférico (SNP).

 

Sistema Nervoso Central (SNC)

 

O SNC é formado pelas seguintes estruturas, segundo Danucalov e Simões (2009):

 

• Medula: região onde concentram-se os neurônios motores (dos quais partem nervos que controlam nossos músculos esqueléticos) e os sensoriais (onde chegam os nervos que trazem informações do meio ambiente).
• Tronco encefálico: é conhecido como cérebro reptiliano. Por meio de seus neurônios e núcleos é local de entrada e saída da sensorialidade e motricidade da face, boca, sistema respiratório e do coração.
• Cerebelo: realiza funções motoras como postura, equilíbrio e coordenação dos movimentos.
• Sistema límbico: é o cérebro emocional. Está envolvido na modulação do comportamento sexual, das emoções como raiva e medo e dos ritmos biológicos. Trataremos com mais detalhes o sistema límbico em outro capítulo.
• Néocortex: constituído, entre outras estruturas, pelos lobos temporais e frontais. Nas regiões corticais encontram-se as funções superiores como lógica, vontade, pensamento racional e os atributos que nos concedem nossa humanidade.

 

Sistema Nervoso Periférico (SNP)

 

É composto pelo sistema nervoso somático e sistema nervoso visceral (FIORI, 2008).

a. Sistema nervoso somático

Composto por nervos que transmitem a informação, através das vias motoras, do SNC (cérebro e medula espinhal) para a periferia (músculos) e através das vias sensoriais da periferia para o SNC.

b. Sistema nervoso autônomo

Está relacionado com a inervação das inúmeras estruturas viscerais do organismo.  Dentre das funções controladas pelo SNA, estão os batimentos cardíacos, taxa de sudorese, ajuste das pupilas à luz, entre outras.  É composto por dois sistemas: o simpático tem como função ativar o corpo preparando-o para lugar ou fugir, liberando o neurotransmissor noradrenalina.  E o parassimpático, tem como função tranquilizar e apaziguar o corpo quando ocorrem as intensas reações no momento do estresse.  O neurotransmissor liberado é acetilcolina.

 

Neuroimagem

 

Os métodos mais utilizados de neuroimagem nos últimos dez anos são: a tomografia por emissão de fóton único (SPECT), tomografia por emissão de pósitrons (PET), ressonância magnética funcional (fMRI) e ressonância magnética espectroscópica (MRS). Os estudos com neuroimagem são em maior número Estruturais objetivam pesquisar alterações anatômicas especialmente relacionadas à volumetria de estruturas encefálicas e Funcionais investigam alterações na dinâmica do fluxo sanguíneo encefálico, aumento ou decréscimo de ativação nas estruturas e circuitos neurais (PERES e NASELLO, 2005).

 

Em relação ao escaneamento cerebral, Newberg e Waldman dizem:

 

A tecnologia de escaneamento cerebral nos permite assistir a um cérebro vivo em ação, e o que vemos é surpreendente.  Cada pensamento e sensação alteram o fluxo sanguíneo e a atividade eletroquímica em múltiplas áreas do cérebro, dando a impressão de que nós nunca repetimos o mesmo pensamento ou sensação (2009, p. 30).

 

Os neurônios em atividade geram correntes elétricas e estas geram variações de campo magnético.  As variações das correntes elétricas pós-sinápticas e os campos magnéticos representam a base dos métodos diretos de imageria cerebral – eletroencefalografia ou EEG e magnetoencefalografia ou MEG – (FIORI, 2008).  Os métodos de imagem cerebral baseados nas mudanças metabólicas constituem os métodos indiretos – imagem funcional por Ressonância Magnética (IRMf) e a Tomografia por Emissão de Pósitrons (TEP) (FIORI, 2008).

 

O Eletroencefalograma (EEG)

 

O EEG é o registro da atividade elétrica cerebral, em diferentes regiões do córtex, realizado através de eletrodos posicionados em regiões específicas no escalpo (FIORI, 2008).

 

Magnetoencefalografia (MEG)

 

É uma técnica mais recente que o EEG, que registra os campos magnéticos cerebrais produzido pelas mesmas correntes sinápticas que aqueles registrados pelo EEG.  Necessita de uma aparelhagem mais pesada, que contém detectores de campos magnéticos constituídos por uma bobina de fio metálico condutor (os magnetômetros).  Os campos gerados de baixa potência são detectados pois os magnetômetros estão inseridos em meio supracondutor sem resistência (FIORI, 2008).

 

Tomografia por emissão de pósitrons (TEP)

 

Fiori (2008) diz que os neurônios em atividade necessitam de mais energia e de oxigênio transportados pelo sangue, aumentando assim a vazão sanguínea.  Esta, em determinado lugar do cérebro é um indicador da atividade metabólica das sinapses da região.  A TEP é um método que permite estudar quantitativamente e localmente o percurso de moléculas de sangue em circulação no cérebro, graças à marcação radioativa do oxigênio contido nas moléculas de água presentes no sangue.

 

Sobre o TEP, Ballone (2005) nos diz:

 

Inicialmente, injeta-se no paciente uma dose de uma substância radioativa, chamada traçadora, que será absorvida pelo cérebro. Normalmente trata-se de uma molécula normal de glicose, facilmente absorvida pelas células cerebrais, molécula esta ligada artificialmente ao flúor radioativo. As células no cérebro mais ativas absorverão mais substância traçadora porque elas tem um metabolismo mais acelerado e, consequentemente, necessitam de mais energia.
Nessas circunstâncias o átomo de flúor, por ser radioativo, emite um pósitron, que é uma espécie de elétron com carga elétrica positiva. Quando este pósitron colide com o elétron ocorre liberação de raios gama, que são captados pelo aparelho de PET (Positron Emission Tomography). Quando a emissão não é pósitron mas sim fóton (outra partícula do átomo), o método se chamará SPECT.
No mapeamento cerebral a cor preta significa atividade nula ou de contagem zero, enquanto o branco significa o nível mais alto de atividade. Os equipamentos modernos convertem as várias tonalidades do cinza em tons de cores do arco-íris, sendo o vermelho representando a contagem mais alta, depois vindo o amarelo, depois o verde, e assim por diante. Azul, violeta e preto representam os níveis mais baixos de atividade.

 

Segundo Fiori (2008), a duração do registro é de 1 minuto e 30 segundos, podendo-se injetar novamente de 8 a 10 minutos mais tarde.  Não se pode fazer mais do que quatro injeções.

 

Ressonância Magnética

 

A ressonância magnética fundamenta-se no princípio de que certos núcleos atômicos apresentam ressonância e emitem sinais de radiofrequência quando situados em campos magnéticos. Dentre os principais átomos detectados pela ressonância, está o hidrogênio (BRANDÃO, 2006).

 

Sobre o exposto acima, Covolan et al (2004) nos diz:

 

A técnica de imagens por ressonância magnética explora um fenômeno quântico bastante curioso, que ocorre em escala nuclear, e que foi descoberto de forma independente por Felix Bloch e Edward Purcell, logo depois da II Guerra Mundial. Essa descoberta lhes valeu o prêmio Nobel de Física de 1952. Porém, os desenvolvimentos que levaram a aplicação desse fenômeno quântico à geração de imagens tomográficas só aconteceram na década de 1970. Recentemente, os principais responsáveis por esses desenvolvimentos, Paul Lauterbur e Peter Mansfield, foram também agraciados com o prêmio Nobel, dessa vez em Medicina e Fisiologia.

 

Segundo Brandão (2006) a ressonância magnética possui uma resolução espacial melhor e maior aplicação potencial do que a Tomografia Computadorizada e a TEP.  Constitui um excelente método para diferenciação entre substância branca e cinzenta, estudo do fluxo sanguíneo cerebral e estimativa do tamanho dos ventrículos.

 

O núcleo do hidrogênio possui um único próton que se comporta como um pequeno ímã (spin).  Ao serem colocados sob ação de um forte campo magnético externo, há a magnetização, ou seja, os spins se orientam em direção a esse campo (FIORI, 2008).

 

Um pulso de radiofrequência (RF) lançado sobre a amostra desloca esses spins da direção em que se encontravam predominantemente orientados, levando-os a um estado de energia excitado. Tendo sido excitados por esse pulso de RF, os spins nucleares tendem a retornar à sua condição inicial, em um estado de energia mais baixa, mas, ao fazerem isso, emitem a energia excedente também na forma de radiação eletromagnética. É essa energia que, ao ser detectada pelo equipamento, permite a formação de imagens anatômicas (COVOLAN, et al, 2004).

 

Imagem funcional por Ressonância Magnética (IRMf)

 

A ressonância magnética funcional (RMF) é uma técnica capaz de detectar pequenas alterações no fluxo sanguíneo e oxigenação de tecidos cerebrais em que ocorre ativação neuronal (MENESES, et al, 2004).

 

O sangue rico em oxigênio e o sangue pobre em oxigênio possuem uma ressonância magnética diferente. As áreas mais ativas do cérebro recebem mais sangue oxigenado. A RMF captura esse fluxo sanguíneo elevado para localizar onde há maior atividade. A medida do fluxo e volume de sangue e do uso de oxigênio é chamada de sinal BOLD (blood oxygen level dependent contrast – nível dependente de oxigênio no sangue).  A resposta BOLD, diz Fiori (2008) só é detectada alguns milissegundos após a atividade sináptica.

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Referências científicas

AFTANAS, L. I.; GOLOCHEIKINE, S. A. Human Anterior and Frontal Midline Theta and Lower Alpha Reflect Emotionally Positive State and Internalized Attention: High-resolution EEG Investigation of Meditation. Neuroscience Letters, Nova York, n. 310, p. 57-60, setembro 2001.

BALLONE G.J. PET e SPECT.  PsiqWeb, <disponível em:www.psiqweb.med.br>. Acesso em 28/09/2010.

BHASKARANANDA, S. Meditação: A Mente e a Yoga de Patânjali. Tradução de Mariza Perassi Bosco. 1ª ed. São Paulo: Lótus do Saber, 2005. 264 p.

BOTEGA, N. J.; FIGUEIREDO, J. H.; GIGLIO, J. S. Tratamentos psicológicos: psicoterapia de apoio, relaxamento, meditação. In:

BOTEGA, Neury José (Org.). Prática psiquiátrica no hospital geral: interconsulta e emergência. 2ª. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006.

BRANDÃO, M. L. As Bases Biológicas do Comportamento: Introdução à Neurociência. 1ª ed. São Paulo: EPU, 2006. 224 p.

CASTRO, F. S.; LANDEIRA-FERNANDEZ, J.. Alma, Mente e Cérebro na Pré-História e nas Primeiras Civilizações Humanas. Psicol. Reflex. Crit.,  Porto Alegre, 2010.   Disponível em<http://www.scielo.br/scielo.php? script=sci_arttext&pid=S0102-79722010000100017&lng=en&nrm=iso>. Acesso em  05/10/2010.

CHURCHLAND, P. M. (2004). Matéria e Consciência: Uma Introdução Contemporânea à Filosofia da Mente.  1ª ed. São Paulo:  Unesp, 2004. 286 p.

COVOLAN, Roberto et al . Ressonância Magnética Funcional: As Funções do Cérebro Reveladas por Spins Nucleares. Cienc. Cult. São Paulo, 2004.   Disponível em: <http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0009-67252004000100027&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 03/10/2010.

DANUCALOV, M. A.D.; SIMÕES, R.S. Neurofisiologia da Meditação. 1ª ed. São Paulo: Phorte. 2006. 496 p.

DAVIDSON, R. J.; GOLEMAN, D. J. (1977). The role of attention in meditation and hypnosis: A psychobiological perspective on transformations of consciousness. The International Journal of Clinical and Experimental Hypnosis, 1977. Disponível em: <http://psyphz.psych.wisc.edu/web/pubs/1977/Attention_in_Meditation_Hypnosis.pdf>.  Acesso em 09/10/2010.

FIORI, Nicole. As Neurociências Cognitivas. Tradução de Sônia M. S. Fuhrmann. 1ª ed. São Paulo: Vozes. 2008. 232 p.

GOLEMAN, D. A Mente Meditativa. 2ª ed. São Paulo: Ática. 1996. 229 p.

GRANT et al. Cortical thickness and pain sensitivity in Zen meditators.  Emotion, Washington, D.C. 2010, Fevereiro, 2010. P. 43.

JOHNSON, W. Do Xamanismo à Ciência: Uma história da Meditação. 1ª ed. São Paulo: Círculo do Livro. 1990. 263 p.

JÚNIOR, R. M. A Religião do Cérebro. 1ª ed. São Paulo: Gente. 2005. 169 p.

KHALSA, D. S.; STAUTH C. Meditation is a Medicine. 1ª ed. New York: Simon & Schuster, 2002. 320 p.

KRISTENSEN, C. H.; ALMEIDA, R. M. M.; GOMES, W. B. Desenvolvimento Histórico e Fundamentos Metodológicos da Neuropsicologia Cognitiva. Psicol. Reflex. Crit. Porto Alegre,   2001.  Disponível em:  <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-79722001000200002&lng=pt&nrm=iso>.  Acesso em  30/09/2010.

LAZAR, S. W. et al, Meditation Experience is Associated With Incresead Cortical Thickness. Neuroreport, 2005. Disponível em: <http://www.nmr.mgh.harvard.edu/~lazar/Lazar_Meditation_Plasticity_05.pdf>. Acesso em 05/10/2010.

LEVINE, M. The Positive Psychology of Buddhism and Yoga: Paths to a Mature Happiness. 2ª ed. New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates. 2000. 226 p.

MASCARO, L. A Arquitetura do Eu. Psicoterapia, Meditação e Exercícios para o Cérebro. 2ª ed. Rio de Janeiro: Campus. 2008. 171 p.

MENESES, M. S. et al. Ressonância Magnética Funcional Na Determinação da Lateralização da Área Cerebral da Linguagem. Arq. Neuro-Psiquiatr. São Paulo,  2004. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0004-282X2004000100011&lng=en&nrm=iso>. Acesso em: 03/10/2010.

MENEZES, C. B.; DELL’AGLIO, D. D. Os Efeitos da Meditação à Luz da Investigação Científica em Psicologia: Revisão de Literatura. Psicol. cienc. prof. Brasília, 2009. Disponível em: <http://pepsic.bvsalud.org/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1414-98932009000200006&lng=pt&nrm=iso>. Acesso em: 03/10/2010.

MONTENEGRO, M. A. et al. EEG na Prática Clínica. 1ª ed. São Paulo: Lemos Editorial. 2001.  303 p.

NARANJO, C. Entre Meditação e Psicoterapia. 1ª ed. São Paulo: Vozes. 2005. 272 p.

NEWBERG, A.; IVERSEN, J. The neural basis of the complex mental task of meditation: neurotransmitter and neurochemical considerations. In: Medical Hypotheses. EUA: Elsevier Science, 2003. P. 282-291.

NEWBERG, A.; WALDMAN, M.R. Como Deus Pode Mudar sua Mente. Tradução de Julio de Andrade Filho. 1ª ed. São Paulo: Prumo. 2009. 367 p.

PEREIRA, C.; MAGRO, M.  O Poder da Meditação. Revista Isto É. São Paulo, 2010. Disponível em <http://www.istoe.com.br/reportagens/51821_O+PODER+DA+MEDITACAO+PARTE+1>. Acesso em 01/10/2010.

SANTOS, G. C. M. Introdução à História do Estudo da Consciência. Curso Online Sobre as Bases Neurobiológicas da Consciência.  Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Minas Gerais.

SANTOS, J. O. Meditação. Fundamentos Científicos. 2010. 60 f. Monografia (Especialização em Psicologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2010.

SHAPIRO, S. L.; SCHWARTZ, G. E.; ANTERRE, C. Meditation and positive psychology. In C. R. Snyder & S. J. Lopez (Eds.), Handbook of positive psychology. New York: Oxford USA Trade, 2005. 829 p.

VORKAPIC, C.F. A Ciência da Ioga.  Mente e Cérebro. São Paulo, 2008.  Disponível em:  <http://www2.uol.com.br/vivermente/reportagens/a_ciencia_da_ioga_imprimir.html>

WALLACE, A. B. Ciência Contemplativa.  Onde o Budismo e a Neurociência se encontram.  Tradução de Carmen Fischer. 1ª ed. São Paulo: Cultrix. 2007. 240 p.