De fato, os primeiros estudos anatômicos do cérebro, realizados post mortem, focavam especialmente nas semelhanças e diferenças dos cérebros de pessoas que haviam sofrido alguma patologia, para compará-lo com os cérebros sãos, e desta forma tentar compreender as implicações neurais da referida patologia (Haines, Faaa, & Mihailoff, 2019).
Assim, um dos casos mais conhecidos na história é o de Phineas Gage, que sofreu um acidente de trabalho numa mina, onde uma barra que ele estrava trabalhando atravessou seu crânio, e a partir disso, seu comportamento se modificou para errático, imprevisível e até imprudente.
O estudo post mortem permitiu conhecer as áreas afetadas, mais especificamente o lobo frontal esquerdo, o que possibilitou estabelecer as primeiras hipóteses sobre o papel do lobo frontal no controle dos impulsos, do juízo, assim como sobre sua participação em tarefas de planejamento, coordenação, execução e supervisão de condutas (Echavarría, 2017).
Atualmente, o avanço das técnicas nos permite observar o cérebro trabalhando ao vivo em determinadas funções, o que nos possibilita conhecer não só as áreas cerebrais envolvidas, mas também as vias de comunicação entre áreas corticais e subcorticais de determinados processos, sejam do tipo mais fisiológico ou mais cognitivo, o que aplicado no âmbito da medicina, permite comparar o cérebro dos pacientes, com o normal e assim determinar em que ponto do mesmo se encontra o problema em cada caso, especialmente importante na hora da intervenção cirúrgica, quando o restante dos tratamentos não tem a eficácia esperada para a resolução do problema. As diferenças morfológicas ou de densidade dão pistas aos neurologistas sobre as patologias que determinado paciente pode estar sofrendo, assim no caso da doença de Alzheimer a microscopia permitiu comprovar a presença de placas senis e emaranhados neurofibrilares, assim como na anatomia macroscópica onde é característico nesta doença a perda de densidade das estruturas neurais e o aumento do ventrículo (@evafersua, 2009) (ver Ilustração 2).
Ilustração 1 Tweet Cérebro com Alzheimer
Até este momento, o estudo do cérebro foi apresentado como se fosse estático e invariável no tempo, mas esta ideia está muito longe da realidade. De fato no desenvolvimento do cérebro podem ser distinguidas duas etapas claramente estabelecidas, antes e depois de nascer, e ao contrário do que acontece em outras espécies, o cérebro humano ainda está inacabado no momento do nascimento, o que faz com que seja menos independente, e que requeira cuidados e proteção por mais tempo.
O desenvolvimento neural já pode ser observado a partir de quatro semanas de gestação. A partir daí, começa um processo acelerado de formação de novas células, migração destas, diferenciação e especialização, para posteriormente estabelecer as interconexões axônicas entre elas (Portellano, 2000).
O sistema nervoso se desenvolve a partir do tubo neural onde na quarta semana de gestação, se divide em três vesículas do encéfalo, o rombencéfalo, o mesencéfalo e o prosencéfalo.
Nas cinco semanas de gestação já se formam as cinco vesículas de onde se desenvolvem o encéfalo, dividindo-se o rombencéfalo em metencéfalo (protuberância e cerebelo) e mielencéfalo (medula oblonga ou bulbo); o mesencéfalo dará lugar ao pedúnculo cerebral e a quatro colículos, dois superiores relacionados com a visão e dois inferiores com a audição; o prosencéfalo se dividirá em dois, o diencéfalo (tálamo, hipotálamo, subtálamo, epitálamo e terceiro ventrículo) e o telencéfalo (hemisférios cerebrais).
Com três meses de gestação, o sistema nervoso já está suficientemente formado para expressar os primeiros reflexos básicos, como mover as articulações.
Aos quatro meses, já estão formados os olhos e ouvidos, podendo o bebê ter reações a luzes e sons externos.
Com cinco meses, já começam os primeiros movimentos controlados.
Aos seis meses acontece uma desaceleração da formação de novos neurônios e em troca aumenta o processo de interconexão entre eles, formando os primeiros aprendizados simples, como por exemplo, o do hábito, onde se deixa de prestar atenção a estímulos repetitivos.
Apesar de o cérebro não parar de se desenvolver dentro do ventre materno, foi comprovado como o bebê é capaz de captar diferenças de estímulos, tanto visuais como auditivos, e através destas pode ser ensinado.
Porém as limitações do processo tem que ser entendidas, devido aos circuitos neurais que não estão consolidados, apesar de que, se tem observado mudanças na atividade elétrica cerebral em neonatos, diante de determinados estímulos apresentados enquanto estava no ventre materno, ao comparar bebês expostos, frente aos não expostos a certa estimulação, mostrando assim a aprendizagem.
Como afirma a Universidade de Helsinki (Finlândia) (Partanen et al., 2013), onde foram estudadas 33 mulheres grávidas, das quais metade ouviram repetidamente uma pseudopalavra durante o dia, ou seja, uma palavra inventada que não existe no seu idioma, enquanto a outra metade não escutou nada novo.
Depois do nascimento, o bebê foi avaliado utilizando o registro no eletroencefalograma, que avalia a atividade elétrica do cérebro, mostrando que os bebês do primeiro grupo eram capazes de reconhecer as pseudopalavras, o que indicou certa capacidade de aprendizagem e memória, e que a partir deste estudo pôde se confirmar a importância da estimulação desde cedo no desenvolvimento cognitivo, inclusive antes do nascimento, durante a gestação.
Depois do nascimento e graças a estimulação ambiental, é produzido um grande aumento das conexões sinápticas entre os neurônios, chegando ao seu máximo aos 6 meses.
Com um ano de vida, o bebê tem quase o dobro das conexões de um adulto, conectando estruturas e áreas quase sem nenhum tipo de ordem, as quais vão se perdendo por falta de prática, graças ao fenômeno da apoptose ou morte neural programada, de forma que aqueles neurônios que não tem conexões fortes vão tender a desaparecer, mantendo somente aqueles que são úteis baseados na experiência e na aprendizagem, produzindo-se um afinamento cortical. Mecanismo de apoptose que não é exclusivo dos neurônios (@CienciaDelCope, 2020) (ver Ilustração 2).
Ilustração 2 Tweet Apoptose por COVID-19
Técnicas de estudo
No que diz respeito à classificação das técnicas de análise do cérebro para o seu entendimento, é possível distinguir entre técnicas invasivas e não invasivas, sendo as primeiras aquelas que requerem uma intervenção direta a nível cerebral, algo que anteriormente era uma prática habitual, mas que a cada dia mais vai sendo deixada de lado devido ao desenvolvimento de técnicas não invasivas, destacando entre as primeiras:
- Cirurgia estereotáxica, baseada no mapeamento de estruturas cerebrais
- Eletrocorticografia, consiste na introdução de eletrodos embaixo do couro cabeludo, para uma localização mais refinada da atividade elétrica neural
- Métodos lesivos, onde se lesiona parcial ou totalmente uma estrutura ou área para estudar sua influência no comportamento do indivíduo.
- Métodos lesivos, onde se lesiona parcial ou totalmente uma estrutura ou área para estudar sua influência no comportamento do indivíduo.
- Estimulação elétrica, onde se aplicam fracos impulsos que aumentam os sinais dos neurônios próximos ao eletrodo, mostrando padrões de comportamento ou as posições das lesões.
- Intervenção farmacológica, onde administram-se fármacos para comprovar os efeitos no cérebro e no comportamento. Podem provocar lesões químicas seletivas, mediante o uso de neurotoxinas, ou afetar funções específicas, mediante a intervenção em neurotransmissores ou receptores específicos.
- Intervenção genética, onde se trata de eliminar ou substituir genes para observar os efeitos que provoca a nível neural e comportamental.
As técnicas não invasivas, por sua vez, são aquelas que permitem realizar inferências mediante avaliações, sem necessidade de interferir diretamente no cérebro da pessoa.
- Tomografia axial computadorizada ou escâner cerebral, permite mediante raios-X extrair imagens tridimensionais do cérebro em seções horizontais.
- Ressonância magnética, proporciona imagens de alta resolução a partir dos átomos de hidrogênio ativados por radiofrequência.
- Ressonância magnética ponderada por difusão, através da qual se permite determinar a tractografia a nível cerebral, podendo-se obter índices como a anisotropia fatorial e a difusividade média.
- Ressonância magnética funcional, onde se observa a mudança do fluxo do oxigênio no sangue nas zonas ativas do cérebro.
- Tomografia por emissão de pósitrons (PET), onde se observa a atividade cerebral mediante contraste intravenoso.
- Eletroencefalografia, que avalia a atividade elétrica do cérebro a nível de couro cabeludo usando eletrodos.
- Magnetoencefalografia, que avalia os campos magnéticos das correntes elétricas (@fisicagrel, 2020) (ver Ilustração 3).
Ilustração 3 Tweet sobre Magnetoencefalografía
Pode-se realizar igualmente uma distinção entre as técnicas diretas e indiretas do cérebro, sendo as primeiras as que trabalham diretamente com o cérebro, seja empregando métodos invasivos ou não invasivos, ou seja, se refere a todas as técnicas comentadas na seção anterior.
As técnicas indiretas por sua vez explicam o funcionamento cerebral sem necessidade de observação direta ou inferencial, e não tanto das estruturas cerebrais, ou seja, se trata de estudar através delas o desempenho nas diferentes tarefas e com isso comprovar o funcionamento cognitivo.
Avaliações que se tornam imprescindíveis, quando as técnicas diretas não proporcionam uma informação clara a respeito, como acontece nos primeiros estágios de algumas doenças neurodegenerativas, como a de Alzheimer (Ocaña Montoya, Montoya Pedrón, & Bolaño Díaz, 2019).
Algumas dessas técnicas são genéricas, no que se refere à exploração de problemas neurológicos, enquanto outras buscam verificar se houve ou não uma deterioração em determinadas funções cognitivas, seja na atenção, memória ou na linguagem entre elas, como por exemplo, com o teste de Stroop.
Em relação ao Teste de Cores e Palavras, temos que destacar que é um dos testes mais utilizados para a detecção de problemas neuropsicológicos, danos cerebrais e avaliação de interferências.
Por sua vez, o Screening de Deterioração Cognitiva (SCIP) em Psiquiatria é um teste breve que visa avaliar a presença de déficits cognitivos mais frequentemente apresentados por adultos com algum tipo de transtorno psiquiátrico: memória, atenção, funções executivas e velocidade de processamento.
Anatomia do cérebro
Para abordar a temática do cérebro temos que compreender as partes que compõem e como funciona, então a primeira coisa a indicar e explicar é que existem termos que são usados coloquialmente de maneira semelhante, mas que anatomicamente não são, como por exemplo, falar da cabeça, do cérebro ou do encéfalo indistintamente, que em qualquer outro contexto é adequado e correto, mas no campo das neurociências é necessário distingui-lo. O encéfalo se divide em tronco encefálico, cerebelo, diencéfalo e cérebro, que junto da medula espinhal, formam o sistema nervoso central. Formando o sistema nervoso periférico pelos nervos que surgem desde o primeiro.
Em relação ao tronco encefálico, este é formado por três partes, bulbo raquidiano (onde são reguladas as funções respiratórias, o diâmetro vascular e os batimentos cardíacos; além de soluços, tosses ou vômitos); protuberância (participa na regulação da respiração); e mesencéfalo (que contém a sustância negra e participa da regulação da atividade muscular). Do tronco saem 10 pares de nervos cranianos que inervam estruturas da cabeça. A formação reticular, por sua vez, mantém a atenção e o estado de alerta.
O cerebelo, é o encarregado pela coordenação motora fina e acurada, além de participar na postura, equilíbrio e no tônus muscular.
O diencéfalo, se divide em tálamo (encarregado na integração da informação, consciência, aprendizagem, controle emocional e da memória) e hipotálamo (que regula o comportamento e as emoções, a temperatura corporal, a sede e a fome, os ciclos circadianos e os estados de consciência, a secreção hormonal da hipófise e a regulação do sistema nervoso autônomo).
O cérebro, onde as funções cognitivas se desenvolvem, decisões conscientes, aprendizagens relacionais ou as linguagens entre muitas outras.
Em relação ao desenvolvimento da localização das funções, nas crianças existe uma atividade cerebral menos localizada, enquanto que, nos adultos, esta se distribui entre os dois hemisférios, já que a experiência vai especializando gradualmente as áreas e circuitos destinados ao processamento de determinado tipo de informação ou na realização de determinadas funções.
Sendo as áreas implicadas nas sensações as primeiras que amadurecem, seguido das de controle do movimento e por último as de planejamento e coordenação do sistema.
Baseado nas estruturas visíveis, surgiu no século XIX um movimento que tratava de relacionar as protuberâncias no crânio com determinadas características de personalidade, denominado Frenologia.
Da mesma forma os antecedentes do localizacionismo resultaram na ideia de que o tamanho da cabeça estava associado a essa função, entendendo que, quanto maior o volume craniano, mais capacidade ela teria. Uma teoria da qual a psicologia comparada também tratou, ramo dedicado a analisar as semelhanças e diferenças dos humanos com outras espécies vivas.
Assim, entendeu-se que as espécies com um crânio maior deveriam estar mais preparadas e adaptadas a seus ambientes, devido a uma facilidade nos processos atencionais, perceptivos ou mnêmicos entre outros.
Algo que parecia constatar-se em aparência, devido a evolução dos restos ósseos dos ancestrais dos humanos, os quais mostravam claramente um aumento do tamanho do crânio, desde o Australopitecos, o Homo Sapiens, no que tem sido chamado de encefalização (Cofran, 2019).
Extrapolando esta visão para o mundo animal, se tem chegado a considerar que as espécies com um crânio maior que o humano, deveriam ter maiores capacidades ou habilidades que este, seria o caso de animais como o elefante, considerado o mamífero terrestre que possui o maior cérebro, levando em conta o coeficiente de encefalização (@errezam, 2020) (ver Ilustração 4).