NEUROPLASTICIDADE CEREBRAL E APRENDIZAGEM

INTRODUÇÃO

A neuroplasticidade ou plasticidade cerebral ou plasticidade cortical ou remapeamento cortical diz respeito às alterações que ocorrem na organização do cérebro como resultado da experiência. Segundo Relvas (2007), neuroplasticidade é a denominação das capacidades adaptativas do Sistema Nervoso Central (SNC), sua habilidade para modificar sua organização estrutural própria e funcionamento. Aqui reside o segredo do poder mental.

Até pouco tempo,  aceitava-se o pressuposto básico que os mapas corticais seriam fixos e praticamente imutável após a fase de total desenvolvimento do cérebro. Atualmente, sabe-se que a representação interna do espaço pessoal pode ser modificada pela experiência, e que os mapas corticais podem mudar, mesmo na fase adulta, com o uso das vias aferentes embasados nos princípios da neuroplasticidade. As conexões neurais estão continuamente sendo estabelecidas e desfeitas, todas modeladas por nossas vivências e nossos estados de saúde e doença.

Por meio da neuroplasticidade ocorrem novas conexões neurais redistribuindo a rede de transmissão de informações sensoriais e motoras ligadas à interpretação e planejamento motor, estabelecendo-se assim, uma nova rota de transmissão de informações sensoriais que podem influenciar no resultado final de nossa capacidade cognitiva.

Logo, a Plasticidade Cerebral consiste na capacidade adaptativa SNC - sua habilidade em modificar a organização estrutural própria e seu funcionamento, desde as respostas às lesões traumáticas destrutivas, e até as sutis alterações resultantes dos processos de aprendizagem e memória.

Este fato é melhor compreendido através do conhecimento do neurônio, da natureza das suas conexões sinápticas e da organização das áreas cerebrais. A cada nova experiência do indivíduo, redes de neurônios são rearranjadas, outras tantas sinapses são reforçadas e múltiplas possibilidades de respostas ao ambiente tornam-se possíveis.

BREVE INFORMAÇÃO ACERCA DAS LINHAGENS CELULARES SISTEMA NERVOSO

 O sistema nervoso,  juntamente com o sistema endócrino, capacitam o organismo a perceber as variações do meio (interno e externo), a difundir as modificações que essas variações produzem e a executar as respostas adequadas para que seja mantido o equilíbrio interno do corpo (homeostase). São os sistemas envolvidos na coordenação e regulação das funções corporais.

No sistema nervoso diferenciam-se duas linhagens celulares: os neurônios e as células da glia (ou da neuróglia). Os neurônios são as células responsáveis pela recepção e transmissão dos estímulos do meio (interno e externo), possibilitando ao organismo a execução de respostas adequadas para a manutenção da homeostase. Para exercerem tais funções, contam com duas propriedades fundamentais:  a irritabilidade (também denominada excitabilidade ou responsividade) e a condutibilidade. Irritabilidade é a capacidade que permite a uma célula responder a estímulos, sejam eles internos ou externos. Portanto, irritabilidade não é uma resposta, mas a propriedade que torna a célula apta a responder. Essa propriedade é inerente aos vários tipos celulares do organismo. No entanto, as respostas emitidas pelos tipos celulares distintos também diferem umas das outras. A resposta emitida pelos neurônios assemelha-se a uma corrente elétrica transmitida ao longo de um fio condutor: uma vez excitados pelos estímulos, os neurônios transmitem essa onda de excitação - chamada de impulso nervoso - por toda a sua extensão em grande velocidade e em um curto espaço de tempo. Esse fenômeno deve-se à propriedade de condutibilidade. 

Para compreendermos melhor as funções de coordenação e regulação exercidas pelo sistema nervoso, precisamos primeiro conhecer a estrutura básica de um neurônio e como a mensagem nervosa é transmitida. 

Um neurônio é uma célula composta de um corpo celular (onde está o núcleo e o citoplasma), e de finos prolongamentos celulares denominados neuritos, que podem ser subdivididos em dendritos e axônios.  

Os dendritos são prolongamentos geralmente muito ramificados e que atuam como receptores de estímulos, funcionando portanto, como "antenas" para o neurônio. Os axônios são prolongamentos longos que atuam como condutores dos impulsos nervosos. Os axônios podem se ramificar e essas ramificações são chamadas de colaterais. Todos os axônios têm um início (cone de implantação), um meio (o axônio propriamente dito) e um fim (terminal axonal ou botão terminal). O terminal axonal é o local onde o axônio entra em contato com outros neurônios e/ou outras células e passa a informação (impulso nervoso) para eles. A região de passagem do impulso nervoso de um neurônio para a célula adjacente chama-se sinapse. Às vezes os axônios têm muitas ramificações em suas regiões terminais e cada ramificação forma uma sinapse com outros dendritos ou corpos celulares. Estas ramificações são chamadas coletivamente de arborização terminal. 

Os corpos celulares dos neurônios são geralmente encontrados em áreas restritas do sistema nervoso, que formam o Sistema Nervoso Central (SNC), ou nos gânglios nervosos, localizados próximo da coluna vertebral.

Do sistema nervoso central partem os prolongamentos dos neurônios, formando feixes chamados nervos, que constituem o Sistema Nervoso Periférico (SNP).

O axônio está envolvido por um dos tipos celulares seguintes: célula de Schwann (encontrada apenas no SNP) ou oligodendrócito (encontrado apenas no SNC). Em muitos axônios, esses tipos celulares determinam a formação da bainha de mielina - invólucro principalmente lipídico (também possui como constituinte a chamada proteína básica da mielina) que atua como isolante térmico e facilita a transmissão do impulso nervoso. Em axônios mielinizados existem regiões de descontinuidade da bainha de mielina, que acarretam a existência de uma constrição (estrangulamento) denominada nódulo de Ranvier. No caso dos axônios mielinizados envolvidos pelas células de Schwann, a parte celular da bainha de mielina, onde estão o citoplasma e o núcleo desta célula, constitui o chamado neurilema.

O impulso nervoso:

A membrana plasmática do neurônio transporta alguns íons ativamente, do líquido extracelular para o interior da fibra, e outros, do interior, de volta ao líquido extracelular.            Assim funciona a bomba de sódio e potássio, que bombeia ativamente o sódio para fora, enquanto o potássio é bombeado ativamente para dentro. Porém esse bombeamento não é eqüitativo: para cada três íons sódio bombeados para o líquido extracelular, apenas dois íons potássio são bombeados para o líquido intracelular.

Somando-se a esse fato, em repouso a membrana da célula nervosa é praticamente impermeável ao sódio, impedindo que esse íon se mova a favor de seu gradiente de concentração (de fora para dentro);  porém, é muito permeável ao potássio, que, favorecido pelo gradiente de concentração e pela permeabilidade da membrana, se difunde livremente para o meio extracelular.

Como a saída de sódio não é acompanhada pela entrada de potássio na mesma proporção, estabelece-se uma diferença de cargas elétricas entre os meios intra e extracelular: há déficit de cargas positivas dentro da célula e as faces da membrana mantêm-se eletricamente carregadas.

O potencial eletronegativo criado no interior da fibra nervosa devido à bomba de sódio e potássio é chamado potencial de repouso da membrana, ficando o exterior da membrana positivo e o interior negativo. Dizemos, então, que a membrana está polarizada.  

Ao ser estimulada, uma pequena região da membrana torna-se permeável ao sódio (abertura dos canais de sódio). Como a concentração desse íon é maior fora do que dentro da célula, o sódio atravessa a membrana no sentido do interior da célula. A entrada de sódio é acompanhada pela pequena saída de potássio. Esta inversão vai sendo transmitida ao longo do axônio, e todo esse processo é denominado onda de despolarização. Os impulsos nervosos ou potenciais de ação são causados pela despolarização da membrana além de um limiar (nível crítico de despolarização que deve ser alcançado para disparar o potencial de ação). Os potenciais de ação assemelham-se em tamanho e duração e não diminuem à medida em que são conduzidos ao longo do axônio, ou seja,  são de tamanho e duração fixos. A aplicação de uma despolarização crescente a um neurônio não tem qualquer efeito até que se cruze o limiar e, então, surja o potencial de ação. Por esta razão, diz-se que os potenciais de ação obedecem à "lei do tudo ou nada".

Imediatamente após a onda de despolarização ter-se propagado ao longo da fibra nervosa, o interior da fibra torna-se carregado positivamente, porque um grande número de íons sódio se difundiu para o interior. Essa positividade determina a parada do fluxo de íons sódio para o interior da fibra, fazendo com que a membrana se torne novamente impermeável a esses íons. Por outro lado, a membrana torna-se ainda mais permeável ao potássio, que migra para o meio interno. Devido à alta concentração desse íon no interior, muitos íons se difundem, então, para o lado de fora. Isso cria novamente eletronegatividade no interior da membrana e positividade no exterior - processo chamado repolarização, pelo qual se reestabelece a polaridade normal da membrana. A repolarização normalmente se inicia no mesmo ponto onde se originou a despolarização, propagando-se ao longo da fibra. Após a repolarização, a bomba de sódio bombeia novamente os íons sódio para o exterior da membrana, criando um déficit extra de cargas positivas no interior da membrana, que se torna temporariamente mais negativo do que o normal. A eletronegatividade excessiva no interior atrai íons potássio de volta para o interior (por difusão e por transporte ativo). Assim, o processo traz as diferenças iônicas de volta aos seus níveis originais.

Para transferir informação de um ponto para outro no sistema nervoso, é necessário que o potencial de ação, uma vez gerado, seja conduzido ao longo do axônio. Um potencial de ação iniciado em uma extremidade de um axônio apenas se propaga em uma direção, não retornando pelo caminho já percorrido. Conseqüentemente, os potenciais de ação são unidirecionais - ao que chamamos condução ortodrômica. Uma vez que a membrana axonal é excitável ao longo de toda sua extensão, o potencial de ação se propagará sem decaimento. A velocidade com a qual o potencial de ação se propaga ao longo do axônio depende de quão longe a despolarização é projetada à frente do potencial de ação, o que, por sua vez, depende de certas características físicas do axônio: a velocidade de condução do potencial de ação aumenta com o diâmetro axonal. Axônios com menor diâmetro necessitam de uma maior despolarização para alcançar o limiar do potencial de ação. Nesses de axônios, presença de bainha de mielina acelera a velocidade da condução do impulso nervoso. Nas regiões dos nódulos de Ranvier, a onda de despolarização "salta" diretamente de um nódulo para outro, não acontecendo em toda a extensão da região mielinizada (a mielina é isolante). Fala-se em condução saltatória e com isso há um considerável aumento da velocidade do impulso nervoso.

O percurso do impulso nervoso no neurônio é sempre no sentido dendrito è corpo celular è axônio.  

Sinapses:

Sinapse  é um tipo de junção especializada em que um terminal axonal faz contato com outro neurônio ou tipo celular. As sinapses podem ser elétricas ou químicas (maioria). 

Sinapses elétricas:

As sinapses elétricas, mais simples e evolutivamente antigas, permitem a transferência direta da corrente iônica de uma célula para outra. Ocorrem em sítios especializados denominados junções gap ou junções comunicantes. Nesses tipos de junções as membranas pré-sinápticas (do axônio - transmissoras do impulso nervoso) e pós-sinápticas (do dendrito ou corpo celular - receptoras do impulso nervoso) estão separadas por apenas 3 nm. Essa estreita fenda é ainda atravessada por proteínas especiais denominadas conexinas. Seis conexinas reunidas formam um canal denominado conexon, o qual permite que íons passem diretamente do citoplasma de uma célula para o de outra. A maioria das junções gap permite que a corrente iônica passe adequadamente em ambos os sentidos, sendo desta forma, bidirecionais. 

Em invertebrados, as sinapses elétricas são comumente encontradas em circuitos neuronais que medeiam respostas de fuga. Em mamíferos adultos, esses tipos de sinapses são raras, ocorrendo freqüentemente entre neurônios nos estágios iniciais da embriogênese. 

Sinapses químicas:

Via de regra, a transmissão sináptica no sistema nervoso humano maduro é química. As membranas pré e pós-sinápticas são separadas por uma fenda com largura de 20 a 50 nm - a fenda sináptica. A passagem do impulso nervoso nessa região é feita, então,  por substâncias químicas: os neuro-hormônios, também chamados mediadores químicos ou neurotransmissores, liberados na fenda sináptica. O terminal axonal típico contém dúzias de pequenas vesículas membranosas esféricas que armazenam neurotransmissores - as vesículas sinápticas. A membrana dendrítica relacionada com as sinapses (pós-sináptica) apresenta moléculas de proteínas especializadas na detecção dos neurotransmissores na fenda sináptica - os receptores. Por isso, a transmissão do impulso nervoso ocorre sempre do axônio de um neurônio para o dendrito ou corpo celular do neurônio seguinte.  Podemos dizer então que nas sinapses químicas, a informação que viaja na forma de impulsos elétricos ao longo de um axônio é convertida, no terminal axonal, em um sinal químico que atravessa a fenda sináptica. Na membrana pós-sináptica, este sinal químico é convertido novamente em sinal elétrico.

Neurotransmissores:

A maioria dos neurotransmissores situa-se em três categorias: aminoácidos, aminas e peptídeos. Os neurotransmissores aminoácidos e aminas são pequenas moléculas orgânicas com pelo menos um átomo de nitrogênio, armazenadas e liberadas em vesículas sinápticas. Sua síntese ocorre no terminal axonal a partir de precursores metabólicos ali presentes. As enzimas envolvidas na síntese de tais neurotransmissores são produzidas no soma (corpo celular do neurônio) e transportadas até o terminal axonal e, neste local, rapidamente dirigem a síntese desses mediadores químicos. Uma vez sintetizados, os neurotransmissores aminoácidos e aminas são levados para as vesículas sinápticas que liberam seus conteúdos por exocitose. Nesse processo, a membrana da vesícula funde-se com a membrana pré-sináptica, permitindo que os conteúdos sejam liberados. A membrana vesicular é posteriormente recuperada por endocitose e a vesícula reciclada é recarregada com neurotransmissores. 

Os neurotransmissores peptídeos constituem-se de grandes moléculas armazenadas e liberadas em grânulos secretores. A síntese dos neurotransmissores peptídicos ocorre no retículo endoplasmático rugoso do soma. Após serem sintetizados, são clivados no complexo de golgi, transformando-se em neurotransmissores ativos,  que são secretados em grânulos secretores e transportados ao terminal axonal (transporte anterógrado) para serem liberados na fenda sináptica.

Abaixo são citadas as funções específicas de alguns neurotransmissores:

- Endorfinas e Encefalinas: bloqueiam a dor, agindo naturalmente no corpo como analgésicos. Essas substâncias são opiáceos que, como as drogas heroína e morfina, modulam a dor, reduzem o estresse, etc. Elas podem estar envolvidas nos mecanismos de dependência física.

- Dopamina: neurotransmissor inibitório derivado da tirosina. Produz sensações de satisfação e prazer. Os neurônios dopaminérgicos podem ser divididos em três subgrupos com diferentes funções. O primeiro grupo regula os movimentos: uma deficiência de dopamina neste sistema provoca a doença de Parkinson, caracterizada por tremuras, inflexibilidade, e outras desordens motoras, e em fases avançadas pode verificar-se demência. O segundo grupo, o mesolímbico, funciona na regulação do comportamento emocional. O terceiro grupo, o mesocortical, projeta-se apenas para o córtex pré-frontal. Esta área do córtex está envolvida em várias funções cognitivas, memória, planejamento de comportamento e pensamento abstrato, assim como em aspectos emocionais, especialmente relacionados com o stress. Distúrbios nos dois últimos sistemas estão associados com a esquizofrenia. Quando os níveis estão extremamente baixos na doença de Parkinson, os pacientes são incapazes de se mover volutáriamente. Presume-se que o LSD e outras drogas alucinógenas ajam no sistema da dopamina.

- Serotonina: neurotransmissor derivado do triptofano, regula o humor, o sono, a atividade sexual, o apetite, o ritmo circadiano, as funções neuroendócrinas, temperatura corporal, sensibilidade à dor, atividade motora e funções cognitivas. Atualmente vem sendo intimamente relacionada aos transtornos do humor, ou transtornos afetivos e a maioria dos medicamentos chamados antidepressivos agem produzindo um aumento da disponibilidade dessa substância no espaço entre um neurônio e outro. Tem efeito inibidor da conduta e modulador geral da atividade psíquica. Influi sobre quase todas as funções cerebrais, inibindo-a de forma direta ou estimulando o sistema GABA. Esse é um neurotransmissor que é incrementado por muitos antidepressivos tais com o Prozac, e assim tornou-se conhecido como o 'neurotransmissor do 'bem-estar'.  Ela tem um profundo efeito no humor, na ansiedade e na agressão.

- GABA (ácido gama-aminobutirico): principal neurotransmissor inibitório do SNC. Ele está presente em quase todas as regiões do cérebro, embora sua concentração varie conforme a região. Está envolvido com os processos de ansiedade. Seu efeito ansiolítico seria fruto de alterações provocadas em diversas estruturas do sistema límbico, inclusive a amígdala e o hipocampo. A inibição da síntese do GABA ou o bloqueio de seus neurotransmissores no SNC, resultam em estimulação intensa, manifestada através de convulsões generalizadas.

- Acetilcolina (ACh): controla a atividade de áreas cerebrais relacionadas à atenção, aprendizagem e memória. Pessoas que sofrem da doença de Alzheimer apresentam tipicamente baixos níveis de ACTH no córtex cerebral, e as drogas que aumentam sua ação podem melhorar a memória em tais pacientes.

- Noradrenalina: substância química que induz a excitação física e mental e bom humor. A produção é centrada na área do cérebro chamada de locus coreuleus, que é um dos muitos candidatos ao chamado centro de "prazer" do cérebro. A medicina comprovou que a norepinefrina é uma mediadora dos batimentos cardíacos, pressão sanguínea, a taxa de conversão de glicogênio (glucose) para energia, assim como outros benefícios físicos.

- Ácido glutâmico ou glutamato: principal neurotransmissor estimulador do SNC. A sua ativação aumenta a sensibilidade aos estímulos dos outros neurotransmissores. Vital para estabelecer os vínculos entre os neuroônios que são a base da aprendizagem e da memória a longo prazo.

Células da Glia (neuróglia)

As células da neuróglia cumprem a função de sustentar, proteger, isolar e nutrir os neurônios. Há diversos tipos celulares, distintos quanto à morfologia, a origem embrionária e às funções que exercem. Distinguem-se, entre elas, os astrócitos, oligodendrocitos e micróglia. Têm formas estreladas e prolongações que envolvem as diferentes estruturas do tecido.

Os astrócitos são as maiores células da neuróglia e estão associados à sustentação e à nutrição dos neurônios. Preenchem os espaços entre os neurônios, regulam a concentração de diversas substâncias com potencial para interferir nas funções neuronais normais (como por exemplo as concentrações extracelulares de potássio), regulam os neurotransmissores (restringem a difusão de neurotransmissores liberados e possuem proteínas especiais em suas membranas que removem os neurotransmissores da fenda sináptica). Estudos recentes também sugerem que podem ativar a maturação e a proliferação de células-tronco nervosas adultas e ainda, que fatores de crescimento produzidos pelos astrócitos podem ser críticos na regeneração dos tecidos cerebrais ou espinhais danificados por traumas ou enfermidades.

Os são encontrados apenas no sistema nervoso central (SNC). Devem exercer papéis importantes na manutenção dos neurônios, uma vez que, sem eles, os neurônios não sobrevivem em meio de cultura. No SNC, são as células responsáveis pela formação da bainha de mielina. Um único oligodendrócito contribui para a formação de mielina de vários neurônios (no sistema nervoso periférico, cada célula de Schwann mieliniza apenas um único axônio)

A micróglia é constituída por células fagocitárias, análogas aos macrófagos e que participam da defesa do sistema nervoso.

CONSIDERAÇÕES ACERCA DA NEUROGÊNESE

Desde os trabalhos pioneiros sobre neurologia humana realizados em 1913 por um dos pais da histologia, o cientista espanhol Santiago Ramón y Cajal (1852-1934), acreditava-se que os neurônios presentes no cérebro humano adulto eram incapazes de se multiplicar. No entanto, estudos posteriores mostraram que algumas regiões do cérebro humano ganham novos neurônios ao longo de toda a vida.

Durante a evolução, a formação de novos neurônios (neurogênese), diminuiu à medida que aumentava a complexidade do cérebro. A ocorrência de neurogênese em adultos é comum em crustáceos e vertebrados como peixes e anfíbios. Répteis, por exemplo, são capazes de regenerar partes inteiras seu cérebro. Porém, esse processo era desconhecido em aves e mamíferos até poucas décadas atrás.

Essa visão passou a mudar a partir da década de 60, devido as pesquisas conduzidas pelo neurocientista norte-americano Joseph Altman , do Instituto de tecnologia de Massachusetts, EUA.

Altman utilizou um precursor radioativo do DNA, conhecido como timidina-H3, para mostrar que novas células com morfologia neural podiam ser encontradas no bulbo olfatório, no hipocampo e no neocórtex de ratos e gatos adultos. As moléculas de timidina radioativa, após injetadas nesses animais, foram utilizadas por células nas quais estava acontecendo a síntese de DNA, um evento que ocorre durante a processo de divisão celular. Essas células foram posteriormente rastreadas por microscopia, por meio da radioatividade das células multiplicadas.

Contudo, o trabalho desenvolvido pela equipe de Altman teve pouco impacto no meio científico e seus resultados acabaram questionados por outros estudos que não indicavam que esse processo pudesse ocorrer em mamíferos mais evoluídos como macacos, por exemplo.

Na década de 80, o neurocientista Fernando Nottebohm, da Universidade Rockefeller, em Nova York (EUA), e sua equipe publicaram estudos mostrando que novos neurônios são produzidos no sistema sonoro de aves adultas. Essas células surgem nos ventrículos e migram através do parênquima até alcançar seu destino final, onde adquirem características morfológicas e estruturais de neurônios. Nesses locais, elas estendem corretamente seus axônios e são capazes de receber informações sinápticas e de serem ativadas por estímulos auditivos.

Essas descobertas deram fôlego para pesquisas na área. Os estudos passaram a utilizar a bromodeoxiuridina (BrdU), substância que, após injetada em animais adultos, é utilizada como substituto do nucleotídeo timidina, pelas células que estejam sintetizando DNA, e portanto, se preparando para a divisão celular. Novos neurônios marcados com BrdU  podem ser visualizados com a ajuda de técnicas imunoquímicas.

A primeira evidência de que ocorria multiplicação neural no cérebro de humanos adultos foi obtida em 1994, em um trabalho realizado pela equipe de Peter Eriksson de Instituto de Neurologia do Hospital da Universidade Sahlgrenska, em Gotemburgo, na Suécia.

Esses pesquisadores examinaram autópsias de cérebros de pacientes com câncer que haviam recebido BrdU para marcar células que estavam proliferando em suas regiões tumorais. As amostras indicaram a presença de novos neurônios na região do hipocampo e a existência dessas células foi confirmada com o recurso e marcadores específicos para neurônios.

Atualmente, acreditasse que poucas regiões do cérebro humano adulto são neurogênicas, isto é, capazes de produzir ou recrutar novos neurônio sob condições normais. A neurogênese foi comprovada em duas regiões do cérebro humano: a zona subgranular do giro dentado do hipocampo e a zona subventricular do bulbo olfatório, região formada por células associadas com a integração das sensações olfativas. O resto é apenas especulação.

Pesquisas recentes têm apontado para a ocorrência de novos neurônios funcionalmente ativos gerados de forma contínua a partir de grupos de células-tronco neuronais em outras regiões do cérebro. No entanto, tais descobertas ainda encontram-se em fase experimental.

APRENDIZAGEM

No século XIX, foi proposto que o cérebro estaria para a mente assim como um violino está para a música. Hoje, metáforas mais pertinentes para cérebros e mentes são o computador e seus programas. O Hardware é análogo ao cérebro geneticamente determinado, enquanto o software é a parte passível de modificação, resultando da experiência comportamental. Muito tem sido aprendido sobre como os genes que determinam o desenvolvimento cerebral. Mostrou-se que a diferenciação celular, migração, sinaptogênese e outros fatores têm um papel muito importante no desenvolvimento. Sabe-se que uma rede de neurônios e glia em desenvolvimento responde seletivamente a fatores de crescimento e a gradientes de substâncias químicas de acordo com um programa altamente integrado e pré-definido. Sabe-se ainda que um animal recém-nascido não é como uma folha em branco. Ele possui comportamentos trazidos pelo seu hardware e que são conhecidos como instintos. Uma questão pertinente nesse ponto é se existe algum mecanismo celular ou molecular que esteja ativo durante o desenvolvimento, mas que seja reduzido ou ausente no cérebro maduro e que possa ser induzido de forma a servir como a base física da aprendizagem e da memória. Ainda, as manifestações físicas do aprendizado e da memória podem ser mediadas por mecanismos únicos para a aquisição e manutenção de novos comportamentos.

Podemos afirmar que o estudo da aprendizagem une a educação com a neurociência. A neurociência investiga o processo de como o cérebro aprende e lembra, desde o nível molecular e celular até as áreas corticais. A formação de padrões de atividade neural considera-se que correspondam a determinados "estados e representações mentais".

O ensino bem sucedido provocando alteração na taxa de conexão sináptica, afeta a função cerebral. Por certo, isto também depende da natureza do currículo, da capacidade do professor, do método de ensino, do contexto da sala de aula e da família e comunidade.

A aprendizagem é uma modificação biológica na comunicação entre os neurônios, formando uma rede de interligações que podem ser evocadas e retomadas com relativa facilidade e rapidez. Todas as áreas cerebrais estão envolvidas no processo de aprendizagem, inclusive a emoção.

IMPORTÂNCIA DA PLASTICIDADE CEREBRAL PARA O PROCESSO ENSINO E APRENDIZAGEM

Como o sistema nervoso de uma criança em desenvolvimento é mais plástico que o de um adulto, é muito importante a atuação correta e eficaz na estimulação da plasticidade para favorecer a máxima da função motora/sensitiva do aprendiz, visando facilitar o processo de aprender no cotidiano escolar.

Assim que nascemos, diversos processos são desencadeados no desenvolvimento das atividades do nosso cérebro. Apesar de um recém-nascido possuir aproximadamente um quarto da massa cerebral de um adulto, ele já possui quase todos os neurônios que precisará por toda a sua vida.

Os primeiros anos de vida da criança são fundamentais para o seu desenvolvimento. Cada experiência nova, cada contato realizado na época própria possibilita as conexões sinápticas e cria condições favoráveis para o surgimento de determinadas competências e habilidades.As emoções e o equilíbrio psicológico dependem do exercício cerebral realizado nos primeiros minutos de existência e se estendem até a adolescência, além de estimular e fortalecer o Sistema Límbico.

Outrossim, de igual importância no processo de aprendizagem é a memória, pois ale é a base de todo saber da espécie humana desde o nascimento. É o registro de experiências e fatos vividos e observados, podendo ser resgatados quando se fizer necessário. Sabe-se que o indivíduo desde o nascimento, utilizando seu campo perceptual, vai ampliando seu repertório e construindo conceitos, em função do meio que o cerca.

Estes conceitos são regidos por mecanismos de memória onde as imagens dos sentidos são fixadas e relembradas por associação a cada nova experiência. Os efeitos da aprendizagem são retidos na memória, onde este processo é reversível até um certo tempo, pois depende do estímulo ou necessidade de fixação, podendo depois ser sucedido por uma mudança neural duradoura.

Memória de curto prazo

A memória de curto prazo é reversível e temporária, acredita-se que decorra de um mecanismo fisiológico, por exemplo um impulso eletro-químico gerando um impulso sináptico, que pode manter vivo um traço da memória por um período de tempo limitado, isto é, depois de passado certo período, acredita-se que esta informação desapareça. Destarte, a memória de curto prazo pouco importa para a aprendizagem.

Memória de longo prazo

A memória permanente, ou memória de longo prazo, depende de transformações na estrutura química ou física dos neurônios. Aqui, as mudanças sinápticas têm uma importância primordial nos estímulos que levam aos mecanismos de lembranças como imagens, odores, sons, etc., que, avulsos parecem ter uma localização definida, parecendo ser de certa forma blocos desconexos, que ao serem ativados montam a lembrança do evento que é novamente sentida pelo indivíduo, como por exemplo, a lembrança da confecção de um bolo pela avó pela associação da lembrança de um determinado odor.

Mecanismos Cerebrais da Memória

A memória não está localizada em uma estrutura isolada no cérebro; ela é um fenômeno biológico e psicológico envolvendo uma aliança de sistemas cerebrais que funcionam juntos.

O lobo temporal é uma região no cérebro que apresenta um significativo envolvimento com a memória. Ele está localizado abaixo do osso temporal (acima das orelhas), assim chamado porque os cabelos nesta região frequentemente são os primeiros a ser tornarem brancos com o tempo.

Existem consideráveis evidências apontando esta região como sendo particularmente importante para armazenar eventos passados.

O lobo temporal contém o neocórtex temporal, que pode ser a região potencialmente envolvida com a memória a longo prazo.

Nesta região também existe um grupo de estruturas interconectadas entre si que parece exercer a função da memória para fatos e eventos (memória declarativa), entre elas está o hipocampo, as estruturas corticais circundando-o e as vias que conectam estas estruturas com outras partes do cérebro.

O hipocampo ajuda a selecionar onde os aspectos importantes para fatos e eventos serão armazenados e está envolvido também com o reconhecimento de novidades e com as relações espaciais, tais como o reconhecimento de uma rota rodoviária.

A amígdala, por sua vez, é uma espécie de "aeroporto" do cérebro. Ela se comunica com o tálamo e com todos os sistemas sensoriais do córtex, através de suas extensas conexões. Os estímulos sensoriais vindos do meio externo como som, cheiro, sabor, visualização e sensação de objetos, são traduzidos em sinais elétricos, e ativam um circuito na amígdala que está relacionado à memória, o qual depende de conexões entre a amígdala e o tálamo. Conexões entre amígdala e hipotálamo, onde as respostas emocionais provavelmente se originam, permitem que as emoções influenciem a aprendizagem, porque elas ativam outras conexões da amígdala para as vias sensoriais, por exemplo, o sistema visual.

O Córtex pré-frontal exibe também um papel importante na resolução de problemas e planejamento do comportamento. Uma razão para se acreditar que o córtex pré-frontal esteja envolvido com a memória, é que ele está interconectado com o lobo temporal e o tálamo.

CONCLUSÃO

            É lícito acreditar que um cérebro ativo e estimulado por diferentes desafios se revele mais perspicaz, mais hábil e naturalmente mais capaz de responder às solicitações do pensamento. Na exigente sociedade de hoje só as pessoas que invistam seriamente no capital intelectual de que dispõem (inteligência, criatividade e conhecimento) poderão aspirar a lugares destacados no mundo do trabalho. Aprender mais e mais e durante toda a vida tornou-se numa exigência da Era do Conhecimento. Para tal temos de estar na melhor forma mental. A "potência cerebral ótima" pode ser atingida através de um estilo de vida sadio, uma alimentação equilibrada e ginástica cerebral adequada.

Outrossim, saber que nossos neurônios são capazes de migrar para áreas cerebrais "vazias" e que continuam nascendo todos os dias sob a influência de fatores de crescimento, medicamentos, atividade física e desafios intelectuais é alentador para os que temem a perda do domínio das faculdades mentais no fim da vida, porque, como disse Machado de Assis, "A velhice ridícula é, porventura, a mais triste e derradeira surpresa da natureza humana".

Diante dos argumentos, entende-se que a mente é interativa, funciona em rede pela conectividade, ampliando as capacidades cerebrais e buscando a unificação perceptual. Em suma, o pensamento é a interiorização evolutiva do movimento e acontece pela capacidade de predição do cérebro, sendo necessário para a permanência da espécie na Terra.

A Plasticidade cerebral e suas implicações é uma característica importante do cérebro. Educadores, políticas de mercado e todos os estudantes devem ter uma compreensão do porque é possível aprender ao longo da vida. De fato, a plasticidade cerebral, constitui um forte argumento neurocientifico sobre a aprendizagem durante "toda a existência humana".

E a escola sempre será um bom lugar para começar a ensinar como e por que eles (os estudantes) são capazes de aprender.

BIBLIOGRAFIA

RELVAS, Marta Pires. Neurociência e Educação. Rio de Janeiro: ed. Wak, 2009.

_________________ . Neurociência e transtornos de Aprendizagem. Rio de Janeiro: ed. Wak, 2008.

_________________ . Fundamentos Biológicos da Educação. Rio de Janeiro: ed. Wak, 2007.

CUNNINGHAM, James G. Tratado de Fisiologia Veterinária. Rio de Janeiro: ed. Guanbara Koogan, 2004.

GUYTON, Arthur C. Fisiologia Humana. Rio de Janeiro: ed. Guanabara Koogan, 1988.

INÁCIO, Sandra regina da Luz. A Importância da Neurociência na Aprendizagem e Educação. Disponível em: <https://www.soartigos.com/articles/1186/1/A-Importancia-da-Neurociencia-na-Aprendizagem-e-Educacao/Page1.html> Acesso em: 20 de outubro de 2009.

VILELA, Ana Luísa Miranda. Sistema Nervoso. Disponível em: <https://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso1.asp> Acesso em: 20 de outubro de 2009