A organização do sistema nervoso e processamento da informação

neural

Acordar, trabalhar, comer, divertir-se, andar, dormir, sonhar, sentir e, inclusive, imaginar, são atividades realizadas e coordenadas por nosso sistema nervoso. O sistema nervoso é responsável pelo ajustamento do organismo ao ambiente. Sua função é perceber e identificar as condições ambientais externas, bem como as condições reinantes dentro do próprio corpo e elaborar respostas que adaptem a essas condições.

Para realizar uma variedade tão grande de atividades, o sistema nervoso se ramifica por todo o corpo. Ele está subdividido em Sistema Nervoso Periférico (SNP) e Sistema Nervoso Central (SNC), conforme mostra o quadro abaixo. Neste trabalho, será enfocado apenas o funcionamento do sistema nervoso central e como se relacionam os neurônios, os estados mentais, o conhecimento e a aprendizagem.

O encéfalo é formado por três componentes: o cérebro, o tronco encefálico e o cerebelo.

O tronco encefálico regula automaticamente funções fundamentais do organismo. Ele auxilia no ajuste da postura, no controle da respiração, da deglutição e do ritmo cardíaco, no controle da velocidade com que o organismo consome os alimentos e no aumento do estado de vigília em caso de necessidade.

O cerebelo, localizado abaixo do cérebro e imediatamente acima do tronco encefálico, coordena os movimentos do corpo. Com a informação que recebe do cérebro e a informação sobre a posição dos membros superiores e inferiores e sobre seu grau de tônus muscular, o cerebelo auxilia o corpo a realizar movimentos suaves e precisos.

O cérebro é

dividido em duas metades — os hemisférios cerebrais esquerdo e direito — conectadas, em sua parte central, por fibras nervosas conhecidas como

corpo caloso. O corpo caloso atua como ponte, permitindo que os hemisfé rios

troquem informações.

Cada hemisfério, por sua vez, é dividido em lobos, que se especializam em diferentes tarefas.

• Lobo frontal (frente) - Responsável

pela elaboração do pensamento e planejamento da ação.

• Lobo Parietal (alto) - Relaciona-se

com a sensação e o processamento espacial.

• Lobo temporal (lateral) - É relacionado primariamente com o sentido

de audição, possibilitando o reconhecimento de tons específicos e intensidade do som. Tumor ou acidente afetando esta região

provoca deficiência de audição ou surdez. Esta área também exibe um papel no processamento da memória e reconhecimento de objetos.

• Lobo Occipital (parte de trás) - Responsável pelo processamento da

informação visual. Danos nesta área promovem cegueira total ou parcial.

Diferentes partes do cérebro desempenham diferentes tarefas de processamento de informações. Esse princípio da localização funcional se revela verdadeiro em quase todos os níveis de organização cerebral. O cérebro é um conjunto de estruturas que se situa no topo da coluna vertebral. As estruturas inferiores se empenham em coordenar as funções corporais básicas (respiração, digestão, movimentos voluntários, por exemplo), a expressar os impulsos básicos (como fome e desejo sexual) e processar as emoções primárias (medo, por exemplo). As estruturas superiores, que evoluíram mais tarde e por cima das estruturas inferiores, são mais desenvolvidas nos humanos que em qualquer outro animal. A parte de evolução mais recente, o neocórtex, é uma camada fina de neurônios que envolvem a superfície do cérebro. É aí que o pensamento ocorre e onde residem três quartos dos neurônios de um cérebro humano.

Naturalmente, essa é uma caracterização genérica, já que cada lobo se subdivide em redes interligadas de neurônios especializados em cada processamento específico da informação. Tarefas complexas, como adição ou reconhecimento de palavras, dependem da ação coordenada de várias dessas redes neurais especializadas, localizadas em diferentes partes do cérebro. Qualquer dano a uma dessas redes ou às conexões entre elas pode deteriorar a capacidade

que elas coordenam, e para cada anomalia corresponde um déficit específico.

A unidade básica do sistema nervoso é a célula nervosa, denominada neurônio. Sendo unidades funcionais de informação, os neurônios

operam em grandes conjuntos, e não isoladamente. Esses conjuntos de neurônios associados formam os chamados circuitos ou redes neurais. Por exemplo, os neurônios da retina, que captam as imagens formadas pela luz ambiente, só se tornam capazes de propiciar a visão se veicularem os sinais elétricos que geram em resposta à luz a outros neurônios localizados na própria retina e depois no cérebro. Cada um deles realiza uma pequena parte do trabalho cooperativo que ao final possibilitará ler um livro, ver um filme ou admirar

uma obra de arte.

O neurônio, que é uma célula extremamente estimulável, é capaz de perceber as mínimas variações que ocorrem em torno de si, reagindo com uma alteração elétrica que percorre sua membrana. Essa alteração elétrica é o impulso

nervoso.

Cada neurônio pode conectar-se a milhares de outros, permitindo que os sinais da

informação fluam em grande quantidade e em muitas direções ao mesmo tempo. Existem diversos tipos de neurônios, com diferentes funções dependendo da sua localização e estrutura morfológica, mas em geral constituem-se dos mesmos componentes básicos:

• o corpo do neurônio (soma), constituído de núcleo e pericário, que dá suporte metabólico à toda célula;

• o axônio (fibra nervosa) é o prolongamento único e grande que aparece no soma. É responsável pela condução do impulso nervoso para o próximo neurônio, podendo ser revestido ou não por mielina; • os dendritos são prolongamentos menores em forma de

ramificações (arborizações terminais) que emergem do final do axônio, sendo, na maioria das vezes, responsáveis pela comunicação entre os neurônios através das sinapses.

Além dos neurônios, o sistema nervoso apresenta-se constituído pelas células glia, ou células gliais, cuja função é dar sustentação aos neurônios e auxiliar o seu funcionamento. As

células da glia constituem

cerca de metade do volume do nosso encéfalo. Há diversos tipos de células gliais. Os

astrócitos, por exemplo,

dispõem-se ao longo dos capilares sanguíneos do encéfalo, controlando a

passagem de substâncias do sangue para as células do sistema nervoso. Os

oligodendrócitos e as células de Schwann enrolam-se sobre os axônios de certos

neurônios, formando envoltórios isolantes denominados como bainha de mielina. O cérebro contém aproximadamente 100 bilhões de neurônios e trilhões de células da glia. No espaço de contato entre os neurônios (sinapse12), o

axônio que transmite a informação secreta uma pequena quantidade de substâncias químicas, denominadas neurotransmissores. Essas substâncias estimulam os

receptores localizados no dendrito do neurônio seguinte para que este inicie uma

nova corrente elétrica. Diferentes tipos de nervo utilizam diferentes neurotransmissores para transmitir informações através das sinapses. O axônio poderá estar envolto por um tipo de isolante, a bainha de mielina, cuja função é semelhante ao isolamento dos fios elétricos.

Num dado momento, um grande número de neurônios entra em atividade simultaneamente, e cada um dos chamados “padrões de atividade“ corresponde a um determinado estado mental. À medida que a eletricidade flui através das conexões entre neurônios (sinapses), enviando a sinalização em códigos, outro conjunto de neurônios é ativado e o cérebro passa a outro estado mental. Ao contrário dos bits do computador, que estão ligados ou desligados, o nível de ativação dos neurônios muda continuamente, permitindo variações incrivelmente sutis do estado mental.

Sendo os estados mentais produzidos por padrões de atividade neural, o conhecimento, definido como aquilo que dirige o fluxo cognitivo de um estado mental para outro, deve ser codificado nas conexões neurais. Isso significa que a aprendizagem se dá seja pelo crescimento de novas sinapses, seja pelo

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Sinapses são junções formadas com outras células nervosas onde o terminal pré-sináptico de uma célula faz contato com a membrana pós-sinaptica de outra. São nestas junções que os neurônios são excitados, inibidos ou modulados. Existem dois tipos de sinapses, a elétrica e a química.

fortalecimento ou enfraquecimento das sinapses existentes. Na verdade, há evidência de ambos os mecanismos, o primeiro mais presente nos cérebros jovens; o segundo, nos cérebros mais maduros. Vale notar que a entrada de qualquer novo conhecimento de longo prazo no cérebro requer a modificação de sua anatomia.