Cérebro humano: diferenças entre revisões

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A [[Área de Wernicke]] é na zona onde convergem os lobos occipital, temporal e parietal que se localiza a [[área de Wernicke]], que desempenha um papel muito importante na produção de discurso. É esta área que nos permite compreender o que os outros dizem e que nos faculta a possibilidade de organizarmos as palavras sintaticamente corretas.
A [[Área de Wernicke]] é na zona onde convergem os lobos occipital, temporal e parietal que se localiza a [[área de Wernicke]], que desempenha um papel muito importante na produção de discurso. É esta área que nos permite compreender o que os outros dizem e que nos faculta a possibilidade de organizarmos as palavras sintaticamente corretas.


== Consumo de energia ==
== Fisiologia ==
=== Neurotransmissão ===
O cérebro é considerado um órgão muito caro para funcionar. Está bem estabelecido que o cérebro usa mais energia do que qualquer outro órgão humano, respondendo por até 20 por cento do transporte total do corpo.<ref>{{Citar web|ultimo=Swaminathan|primeiro=Nikhil|url=https://www.scientificamerican.com/article/why-does-the-brain-need-s/|titulo=Why Does the Brain Need So Much Power?|acessodata=2021-12-10|website=Scientific American|lingua=en}}</ref> Cientistas assumiram anteriormente que essa sucção de energia tinha a ver com o fato de que o cérebro é eletricamente ativo, o que significa que as células cerebrais, ou neurônios, estão constantemente disparando sinais elétricos para se comunicar, um processo que queima grandes quantidades de uma molécula de energia conhecida como [[Trifosfato de adenosina|adenosina 5-trifosfato]] (ATP).<ref>{{Citar periódico |url=http://www.scielo.br/j/bjmbr/a/KM4c8r7Pd67mLvX5qDSTvkS/?lang=en |titulo=Antidipsogenic effects of central adenosine-5'-triphosphate |data=2009-01 |acessodata=2021-12-10 |jornal=Brazilian Journal of Medical and Biological Research |ultimo=de Faria |primeiro=D. R. G. |ultimo2=Santana |primeiro2=J. S. |paginas=105–113 |lingua=en |doi=10.1590/S0100-879X2009000100015 |issn=0100-879X |ultimo3=Menani |primeiro3=J. V. |ultimo4=de Paula |primeiro4=P. M.}}</ref> Mas estudos clínicos mostraram que os cérebros de pessoas que estavam em estado vegetativo ou coma, o que significa atividade elétrica cerebral mínima, ainda consumiam grandes quantidades de energia. Pesquisando junções no cérebro chamadas sinapses, onde os neurônios se encontram e se comunicam lançando vesículas minúsculas repletas de mensageiros químicos chamados neurotransmissores, os pesquisadores descobriram que mesmo depois que as vesículas estavam cheias de neurotransmissores, as proteínas transportadoras continuaram a mudar de forma. Mesmo não levando neurotransmissores para as vesículas, eles continuaram a soltar prótons, exigindo que a bomba de prótons continuasse trabalhando para reabastecer o reservatório de prótons da vesícula.<ref>{{Citar periódico |url=https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi9027 |titulo=Synaptic vesicle pools are a major hidden resting metabolic burden of nerve terminals |acessodata=2021-12-10 |jornal=Science Advances |número=49 |ultimo=Pulido |primeiro=Camila |ultimo2=Ryan |primeiro2=Timothy A. |paginas=eabi9027 |doi=10.1126/sciadv.abi9027}}</ref> Os pesquisadores do estudo descobriram que pequenos sacos chamados vesículas, que contêm mensagens transmitidas entre as células do cérebro, podem estar constantemente vazando energia e que o vazamento é provavelmente uma compensação para o cérebro estar pronto para disparar o tempo todo.<ref>{{Citar web|ultimo=published|primeiro=Yasemin Saplakoglu|url=https://www.livescience.com/why-does-the-brain-use-so-much-energy|titulo=We finally know why the brain uses so much energy|data=2021-12-09|acessodata=2021-12-10|website=livescience.com|lingua=en}}</ref>
{{AP|Neurotransmissão}}

A atividade cerebral é possibilitada pelas interconexões de [[neurônio]]s que estão ligados entre si para atingir seus alvos.{{sfn|Pocock|2006|p=68}} Um neurônio consiste em um [[Soma (neurologia)|corpo celular]], [[axônio]] e [[dendrito]]s, que são frequentemente ramos extensos que recebem informações na forma de sinais dos terminais dos axônios de outros neurônios. Os sinais recebidos podem fazer com que o neurônio inicie um [[potencial de ação]] (um sinal eletroquímico ou impulso nervoso) que é enviado ao longo de seu axônio para se conectar com os dendritos ou com o corpo celular de outro neurônio. Um potencial de ação é iniciado no segmento inicial de um axônio, que contém um complexo especializado de [[proteína]]s.<ref>{{cite journal |last=Clark |first=B.D. |author2=Goldberg, E.M. |author3=Rudy, B. |title=Electrogenic tuning of the axon initial segment. |journal=The Neuroscientist |date=Dezembro de 2009 |volume=15 |issue=6 |pages=651–68 |pmid=20007821 |doi=10.1177/1073858409341973 |pmc=2951114}}</ref> Quando um potencial de ação atinge o terminal do axônio, ele dispara a liberação de um [[neurotransmissor]] em uma [[sinapse]] que propaga um sinal que atua na célula-alvo.{{sfn|Pocock|2006|pp=70–74}} Esses neurotransmissores químicos incluem [[dopamina]], [[serotonina]], [[Ácido gama-aminobutírico|GABA]], [[glutamato]] e [[acetilcolina]].<ref name=NIMH2017>{{cite web |title=NIMH » Brain Basics |url=https://www.nimh.nih.gov/health/educational-resources/brain-basics/brain-basics.shtml |website=www.nimh.nih.gov |access-date=26 de março de 2017 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170326230311/https://www.nimh.nih.gov/health/educational-resources/brain-basics/brain-basics.shtml |archive-date=26 de março de 2017}}</ref><ref name="Addiction - brain disease review">{{cite journal | last1=Volkow |first1=N.D. |last2=Koob |first2=G.F. |last3=McLellan |first3=A.T. | title=Neurobiologic advances from the brain disease model of addiction | journal=[[The New England Journal of Medicine]] | volume=374 | issue=4 | pages=363–371 | date=Janeiro de 2016 | pmid=26816013 | pmc=6135257 | doi=10.1056/NEJMra1511480}}</ref> O GABA é o principal neurotransmissor inibitório no cérebro, enquanto o glutamato é o principal neurotransmissor excitatório.<ref>{{cite book|last1=Purves|first1=Dale|title=Neuroscience|date=2011|publisher=Sinauer|location=Sunderland, Mass.|isbn=978-0-87893-695-3|page=139|edition=5.}}</ref> Os neurônios se conectam nas sinapses para formar [[Redes neurais biológicas|redes neurais elaboradas]], como a [[rede de saliência]] e a [[rede de modo padrão]], e a atividade entre eles é impulsionada pelo processo de [[neurotransmissão]].

=== Metabolismo ===
[[Imagem:PET-image.jpg|thumb|Imagem [[Tomografia por emissão de positrões|PET]] do cérebro humano mostrando consumo de energia]]

O cérebro consome até 20% da energia usada pelo corpo humano, mais do que qualquer outro órgão.<ref name="power-sciam">{{cite web |last=Swaminathan |first=N |title=Why Does the Brain Need So Much Power? |url=http://www.scientificamerican.com/article/why-does-the-brain-need-s/ |work=[[Scientific American]] |access-date=19 de novembro de 2010 |date=29 de abril de 2008 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140127171142/http://www.scientificamerican.com/article/why-does-the-brain-need-s/ |archive-date=27 de janeiro de 2014 }}</ref> Em humanos, a [[glicose]] no sangue é a principal fonte de energia para a maioria das células e é crítica para o funcionamento normal de vários tecidos, incluindo o cérebro.<ref name="Glucose-Glycogen storage review" /> O cérebro humano consome aproximadamente 60% da glicose no [[sangue]] em indivíduos sedentários em jejum.<ref name="Glucose-Glycogen storage review">{{cite journal | vauthors = Wasserman DH | title = Four grams of glucose | journal = American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism | volume = 296 | issue = 1 | pages = E11–21 | date = Janeiro de 2009 | pmid = 18840763 | pmc = 2636990 | doi = 10.1152/ajpendo.90563.2008}}</ref> O metabolismo do cérebro normalmente depende da glicose no sangue como fonte de energia, mas durante períodos de baixa glicose (como jejum, exercícios de resistência ou ingestão limitada de carboidratos), o cérebro usa corpos cetônicos como combustível com uma necessidade menor de glicose. O cérebro também pode utilizar [[lactato]] durante o exercício.<ref>{{cite journal |title=Lactate fuels the human brain during exercise |last1=Quistorff |first1=B |last2=Secher |first2=N |last3=Van Lieshout |first3=J |date=24 de julho de 2008 |journal=[[The FASEB Journal]] |doi=10.1096/fj.08-106104 |pmid=18653766 |volume=22 |issue=10 |pages=3443–3449}}</ref> O cérebro armazena glicose na forma de [[glicogênio]], embora em quantidades significativamente menores do que as encontradas no [[fígado]] ou no [[músculo esquelético]].<ref>{{cite journal |last=Obel |first=L.F. |author2=Müller, M.S. |author3=Walls, A.B. |author4=Sickmann, H.M. |author5=Bak, L.K. |author6=Waagepetersen, H.S. |author7= Schousboe, A. |title=Brain glycogen-new perspectives on its metabolic function and regulation at the subcellular level. |journal=Frontiers in Neuroenergetics |date=2012 |volume=4 |page=3 |pmid=22403540 |doi=10.3389/fnene.2012.00003 |pmc=3291878}}</ref> Os [[ácidos graxos]] de cadeia longa não podem cruzar a [[barreira hematoencefálica]], mas o fígado pode quebrá-los para produzir corpos cetônicos. No entanto, os ácidos graxos de cadeia curta (por exemplo, [[ácido butírico]], [[ácido propiônico]] e [[ácido acético]]) e os ácidos graxos de cadeia média, como [[ácido octanóico]] e [[ácido heptanóico]], podem cruzar a barreira hematoencefálica e ser metabolizados pelas [[Célula nervosa|células cerebrais]].<ref>{{cite journal |last1=Marin-Valencia |first1=I. |display-authors=etal |title=Heptanoate as a neural fuel: energetic and neurotransmitter precursors in normal and glucose transporter I-deficient (G1D) brain. |journal=Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism |date=fevereiro de 2013 |volume=33 |issue=2 |pages=175–82 |pmid=23072752 |doi=10.1038/jcbfm.2012.151 |pmc=3564188}}</ref><ref name="SCFA MCT-mediated BBB passage - 2005 review">{{cite journal | author=Tsuji, A. | title=Small molecular drug transfer across the blood-brain barrier via carrier-mediated transport systems | journal=NeuroRx | volume=2 | issue=1 | pages=54–62 | year=2005 | pmid=15717057 | pmc=539320 | doi=10.1602/neurorx.2.1.54}}</ref><ref name="SCFA MCT-mediated BBB passage - 2014 review">{{cite journal | last1=Vijay |first1=N. |last2=Morris |first2=M.E. | title=Role of monocarboxylate transporters in drug delivery to the brain | journal=Curr. Pharm. Des. | volume=20 | issue=10 | pages=1487–98 | year=2014 | pmid=23789956 | pmc=4084603 | doi=10.2174/13816128113199990462}}</ref>

Embora o cérebro humano represente apenas 2% do peso corporal, ele recebe 15% do débito cardíaco, 20% do consumo total de [[oxigênio]] do corpo e 25% da utilização total da glicose corporal.<ref>{{cite book |last=Clark |first=D.D. |author2=Sokoloff. L. |editor1=Siegel, G.J.|editor2=Agranoff, B.W.|editor3=Albers, R.W.|editor4=Fisher, S.K.|editor5=Uhler, M.D. |title=Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular and Medical Aspects |publisher=Lippincott |location=Philadelphia |year=1999 |pages=637–670 |isbn=978-0-397-51820-3}}</ref> O cérebro usa principalmente glicose para energia, e a privação de glicose, como pode acontecer na [[hipoglicemia]], pode resultar em [[perda de consciência]].<ref name="Mrsulja">{{cite book |author=Mrsulja, B.B. |title=Pathophysiology of Cerebral Energy Metabolism |isbn=978-1-4684-3348-7 |publisher=[[Springer Science & Business Media]] |year=2012 |pages=2–3 |url=https://books.google.com/books?id=8yzvBwAAQBAJ&pg=PA2}}</ref> O consumo de energia do cérebro não varia muito ao longo do tempo, mas as regiões ativas do [[córtex cerebral]] consomem um pouco mais energia do que as regiões inativas, o que constitui a base para os métodos de neuroimagem funcional de [[Tomografia por emissão de positrões|PET]] e [[Imagem por ressônancia magnética funcional|fMRI]].<ref>{{cite journal |last1=Raichle |first1=M. |year=2002 |title=Appraising the brain's energy budget |journal=Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. |volume=99 |pages=10237–10239 |doi=10.1073/pnas.172399499 |pmid=12149485 |last2=Gusnard |first2=DA |pmc=124895 |issue=16|bibcode=2002PNAS...9910237R}}</ref> Essas técnicas fornecem uma imagem tridimensional da atividade metabólica.<ref name="Steptoe">{{cite book |editor-last=Steptoe |editor-first=A. |last1=Gianaros |first1=Peter J. |last2=Gray |first2=Marcus A. |last3=Onyewuenyi |first3=Ikechukwu |last4=Critchley |first4=Hugo D.|title=Handbook of Behavioral Medicine: Methods and Applications |chapter=Chapter 50. Neuroimaging methods in behavioral medicine |isbn=978-0-387-09488-5 |publisher=[[Springer Science & Business Media]] |year=2010 |page=770 |chapter-url=https://books.google.com/books?id=Si9TtI5AGIEC&pg=PA770 |doi=10.1007/978-0-387-09488-5_50}}</ref> Um estudo preliminar mostrou que os requisitos metabólicos do cérebro em humanos atingem o pico por volta dos cinco anos de idade.<ref>{{Cite journal|last1=Kuzawa|first1=C. W.|last2=Chugani|first2=H. T.|last3=Grossman|first3=L. I.|last4=Lipovich|first4=L.|last5=Muzik|first5=O.|last6=Hof|first6=P. R.|last7=Wildman|first7=D. E.|last8=Sherwood|first8=C. C.|last9=Leonard|first9=W. R.|last10=Lange|first10=N.|date=2014-09-09|title=Metabolic costs and evolutionary implications of human brain development|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences|volume=111|issue=36|pages=13010–13015|doi=10.1073/pnas.1323099111|issn=0027-8424|pmc=4246958|pmid=25157149|bibcode=2014PNAS..11113010K}}</ref>

A função do [[sono]] não é totalmente compreendida; no entanto, há evidências de que o sono aumenta a eliminação de produtos de resíduos metabólicos do cérebro, alguns dos quais são potencialmente [[neurotóxico]]s.<ref name="Glymphatic system and brain waste clearance 2017 review" /><ref>{{cite web |title=Brain may flush out toxins during sleep |url=http://www.ninds.nih.gov/news_and_events/news_articles/pressrelease_brain_sleep_10182013.htm |work=[[National Institutes of Health]] |access-date=25 de outubro de 2013 |archive-url=https://web.archive.org/web/20131020220815/http://www.ninds.nih.gov/news_and_events/news_articles/pressrelease_brain_sleep_10182013.htm |archive-date=20 de outubro de 2013 }}</ref><ref name="Sleep – clearance of neurotoxic waste products">{{cite journal | vauthors = Xie L, Kang H, Xu Q, Chen MJ, Liao Y, Thiyagarajan M, O'Donnell J, Christensen DJ, Nicholson C, Iliff JJ, Takano T, Deane R, Nedergaard M | title = Sleep drives metabolite clearance from the adult brain | journal = Science | volume = 342 | issue = 6156 | pages = 373–377 | date = Outubro de 2013 | pmid = 24136970 | pmc = 3880190 | doi = 10.1126/science.1241224| bibcode = 2013Sci...342..373X }}</ref> As evidências sugerem que o aumento da eliminação de resíduos metabólicos durante o sono ocorre por meio do aumento do funcionamento do [[sistema glifático]].<ref name="Glymphatic system and brain waste clearance 2017 review">{{cite journal | vauthors = Bacyinski A, Xu M, Wang W, Hu J | title = The Paravascular Pathway for Brain Waste Clearance: Current Understanding, Significance and Controversy | journal = Frontiers in Neuroanatomy | volume = 11 | page = 101 | date = Novembro de 2017 | pmid = 29163074 | pmc = 5681909 | doi = 10.3389/fnana.2017.00101 }}</ref> O sono também pode afetar a [[função cognitiva]], enfraquecendo conexões desnecessárias.<ref>{{cite journal |url=https://pdfs.semanticscholar.org/6f9d/f7817534e55865bd1f6b7da6d2912bdbeaf3.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20181226232857/https://pdfs.semanticscholar.org/6f9d/f7817534e55865bd1f6b7da6d2912bdbeaf3.pdf |archive-date=2018-12-26 |last1=Tononi |first1=Guilio |last2=Cirelli |first2=Chiara |title=Perchance to Prune |journal=Scientific American |volume=309 |issue=2 |date=Agosto de 2013 |pages=34–39 |pmid=23923204|doi=10.1038/scientificamerican0813-34 |bibcode=2013SciAm.309b..34T}}</ref>

Apesar de responder por 60% dos [[neurônio]]s no [[encéfalo]], a contribuição do [[cerebelo]] ao consumo de oxigênio é irrisória em comparação ao cérebro.<ref>{{citar web |url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2839851/ |titulo=Coordinated Scaling of Cortical and Cerebellar Numbers of Neurons|editor=Frontiers in Neuroanatomy |autor=[[Suzana Herculano-Houzel]]|acessodata=15 de dezembro de 2021|data=10 de março de 2010}}</ref> Portanto, o fluxo sanguíneo encefálico é considerado igual ao fluxo sanguíneo cerebral.<ref>{{citar web |url=https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0017514 |titulo=Scaling of Brain Metabolism with a Fixed Energy Budget per Neuron: Implications for Neuronal Activity, Plasticity and Evolution |editor=Plos One |data=1 de março de 2011|autor=[[Suzana Herculano-Houzel]]|acessodata=15 de dezembro de 2021}}</ref>


== Estudo ==
== Estudo ==

Revisão das 05h01min de 15 de dezembro de 2021

Cérebro

Desenho representando o cérebro humano e o crânio
Detalhes
Sistema Sistema nervoso central
Vascularização Artéria carótida interna, artéria vertebral
Drenagem venosa Veia jugular interna, veias cerebrais internas
Identificadores
Latim Cerebrum[1]
MeSH D001921

O cérebro humano é o órgão central do sistema nervoso humano e, com a medula espinhal, forma o sistema nervoso central. O encéfalo consiste no cérebro, no tronco cerebral e no cerebelo. O cérebro controla a maioria das atividades do corpo, ao mesmo tempo em que processa, integra e coordena as informações que recebe do sistema sensorial e toma decisões quanto às instruções enviadas ao resto do corpo. O órgão, que está contido e protegido pelos ossos do crânio da cabeça e é a maior parte do encéfalo humano, consiste em dois hemisférios cerebrais. Cada hemisfério possui um núcleo interno composto de matéria branca e uma superfície externa - o córtex cerebral - composto de matéria cinzenta. O córtex tem uma camada externa, o neocórtex e um alocórtex interno. O neocórtex é formado por seis camadas neuronais, enquanto o alocórtex tem três ou quatro. Cada hemisfério é convencionalmente dividido em quatro lobos cerebrais - frontal, temporal, parietal e occipital. O lobo frontal está associado às funções executivas, como autocontrole, planejamento, raciocínio e pensamento abstrato, enquanto o lobo occipital é dedicado à visão. Dentro de cada lobo, áreas corticais estão associadas a funções específicas, como as regiões sensoriais, motoras e de associação. Embora os hemisférios esquerdo e direito sejam bastante semelhantes em forma e função, algumas funções estão associadas especificamente a um lado, como a linguagem à esquerda e a habilidade visual-espacial à direita. Os hemisférios são conectados por tratos nervosos comissurais, sendo o maior o corpo caloso.

O tronco cerebral consiste no mesencéfalo, na ponte e no bulbo raquidiano. O cerebelo está conectado ao tronco cerebral por três pares de tratos nervosos chamados pedúnculos cerebelares. Dentro do cérebro está o sistema ventricular, que consiste em quatro ventrículos interconectados nos quais o líquido cefalorraquidiano é produzido e circulado. Abaixo do córtex cerebral existem várias estruturas importantes, incluindo o tálamo, o epitálamo, a glândula pineal, o hipotálamo, a glândula pituitária e o subtálamo; as estruturas límbicas, incluindo a amígdala e o hipocampo; o claustro, os vários núcleos dos gânglios da base; as estruturas basais do prosencéfalo e os três órgãos circunventriculares. As células do cérebro incluem neurônios e gliocitos. Existem mais de 86 bilhões de neurônios no cérebro e um número mais ou menos igual de outras células. A atividade cerebral é possibilitada pelas interconexões de neurônios e sua liberação de neurotransmissores em resposta aos impulsos nervosos. Os neurônios se conectam para formar caminhos neurais, circuitos neurais e sistemas de rede elaborados. Todo o circuito é impulsionado pelo processo de neurotransmissão.

O cérebro é protegido pelo crânio, suspenso no líquido cefalorraquidiano e isolado da corrente sanguínea pela barreira hematoencefálica. No entanto, o cérebro ainda é suscetível a danos, doenças e infecções. Os danos podem ser causados ​​por trauma ou perda de suprimento sanguíneo conhecida como derrame. O cérebro é suscetível a doenças degenerativas, como doença de Parkinson, demências, incluindo doença de Alzheimer e esclerose múltipla. Acredita-se que condições psiquiátricas, incluindo esquizofrenia e depressão clínica, estejam associadas a disfunções cerebrais. O cérebro também pode ser o local de tumores, tanto benignos quanto malignos; estes se originam principalmente de outros locais do corpo. Apesar do cérebro representar apenas 2% da massa corporal, ele é responsável por 20% de consumo total de oxigênio do corpo humano.[2]

O estudo da anatomia do cérebro é a neuroanatomia, enquanto o estudo de sua função é a neurociência. Várias técnicas são usadas para estudar o cérebro. Espécimes de outros animais, que podem ser examinados microscopicamente, tradicionalmente fornecem muitas informações. As tecnologias de imagens médicas, como neuroimagem funcional e registros de eletroencefalografia (EEG), são importantes no estudo do cérebro. A história médica de pessoas com lesão cerebral forneceu informações sobre a função de cada parte do cérebro. A pesquisa sobre cérebro evoluiu ao longo do tempo, com fases filosóficas, experimentais e teóricas. Uma fase emergente pode ser a simulação da atividade cerebral.[3] Na cultura, a filosofia da mente há séculos tenta abordar a questão da natureza da consciência e o problema mente-corpo. A pseudociência da frenologia tentou localizar os atributos da personalidade em regiões do córtex no século XIX. Na ficção científica, os transplantes de cérebro são imaginados em contos como o Cérebro de Donovan de 1942.

Anatomia

Hemisférios

Ver artigo principal: Hemisfério cerebral
Animação com os hemisférios cerebrais em destaque

O hemisfério dominante em 98% dos humanos é o hemisfério esquerdo, é responsável pelo pensamento lógico e competência comunicativa. Enquanto o hemisfério direito, é responsável pelo pensamento simbólico e criatividade, embora pesquisas recentes estejam contradizendo isso, comprovando que existem partes do hemisfério direito destinados a criatividade e vice-versa. Nos canhotos as funções estão invertidas. O hemisfério esquerdo diz-se dominante, pois nele localiza-se 2 áreas especializadas: a Área de Broca (B), o córtex responsável pela motricidade da fala, e a Área de Wernicke (W), o córtex responsável pela compreensão verbal.

O corpo caloso, localiza-se no fundo da fissura inter-hemisférica, ou fissura sagital, é a estrutura responsável pela conexão entre os dois hemisférios cerebrais. Essa estrutura, composta por fibras nervosas de cor branca (freixes de axónios envolvidos em mielina), é responsável pela troca de informações entre as diversas áreas do córtex cerebral.

O córtex motor é responsável pelo controle e coordenação da motricidade voluntária. Traumas nesta área causam fraqueza muscular ou até mesmo paralisia. O córtex motor do hemisfério esquerdo controla o lado direito do corpo, e o córtex motor do hemisfério direito controla o lado esquerdo do corpo. Cada córtex motor contém um mapa da superfície do corpo: perto da orelha, está a zona que controla os músculos da garganta e da língua, segue-se depois a zona dos dedos, mão e braço; a zona do tronco fica ao alto e as pernas e pés vêm depois, na linha média do hemisfério.

Diagrama lateral do cérebro.

O córtex pré-motor é responsável pela aprendizagem motora e pelos movimentos de precisão. É na parte em frente da área do córtex motor correspondente à boca que reside a Área de Broca, que tem a ver com a linguagem. A área pré-motora fica mais ativa do que o resto do cérebro quando se imagina um movimento, sem o executar. Se se executa, a área motora fica também ativa. A área pré-motora parece ser a área que em grande medida controla o sequenciamento de ações em ambos os lados do corpo. Traumas nesta área não causam nem paralisia nem problemas na intenção para agir ou planear, mas a velocidade e suavidade dos movimentos automáticos (ex. fala e gestos)fica perturbada. A prática de piano, ténis ou golfe envolve o «afinar» da zona pré-motora - sobretudo a esquerda, especializada largamente em atividades sequenciais tipo série.

Cabe ao córtex do cerebelo, fazer a coordenação geral da motricidade, manutenção do equilíbrio e postura corporal. O cerebelo representa cerca de 10% do peso total do encéfalo e contém mais neurônios do que os dois hemisférios juntos. O eixo formado pela adeno-hipófise e o hipotálamo, são responsáveis pela auto regulação do funcionamento interno do organismo. As funções homeostáticas do organismo (função cárdio-respiratória, circulatória, regulação do nível hídrico, nutrientes, da temperatura interna, etc) são controladas automaticamente.

Córtex cerebral

Ver artigo principal: Córtex cerebral
Localização do córtex cerebral

No cérebro há uma distinção visível entre a chamada massa cinzenta e a massa branca, constituída pelas fibras (axónios) que entreligam os neurónios. A substância cinzenta do cérebro, o córtex cerebral, é constituído corpos celulares de dois tipos de células: as células de Glia - também chamadas de neuróglias - e os neurônios. O córtex cerebral humano é um tecido fino (como uma membrana) que tem uma espessura entre 1 e 4 mm e uma estrutura laminar formada por 6 camadas distintas de diferentes tipos de corpos celulares de neurônios. Perpendicularmente às camadas, existem grandes neurônios chamados neurônios piramidais que ligam as várias camadas entre si e representam cerca de 85% dos neurônios no córtex. Os neurônios piramidais estão entreligados uns aos outros através de ligações excitatórias e pensa-se que a sua rede é o «esqueleto» da organização cortical. Podem receber entradas de milhares de outros neurônios e podem transmitir sinais a distâncias da ordem dos centímetros e atravessando várias camadas do córtex. Os estudos realizados indicam que cada célula piramidal está ligada a quase tantas outras células piramidais quantas as suas sinapses (cerca de 4 mil); o que implica que nenhum neurônio está a mais de um número pequeno de sinapses de distância de qualquer outro neurônio no córtex.

Embora até há poucos anos se pensasse que a função das células de Glia é essencialmente a de nutrir, isolar e proteger os neurônios, estudos mais recentes sugerem que os astrócitos podem ser tão críticos para certas funções corticais quanto os neurônios. As diferentes partes do córtex cerebral são divididas em quatro áreas chamadas de lobos cerebrais, tendo cada uma funções diferenciadas e especializadas. Os lobos cerebrais são designados pelos nomes dos ossos cranianos nas suas proximidades e que os recobrem. O lobo frontal fica localizado na região da testa; o lobo occipital, na região da nuca; o lobo parietal, na parte superior central da cabeça; e os lobos temporais, nas regiões laterais da cabeça, por cima das orelhas.

Lobos cerebrais

Lobos Cerebrais:

Os lobos parietais, temporais e occipitais estão envolvidos na produção das percepções resultantes daquilo que os nossos órgãos sensoriais detectam no meio exterior e da informação que fornecem sobre a posição e relação com objetos exteriores das diferentes partes do nosso corpo.

O lobo frontal, que inclui o córtex motor e pré-motor e o córtex pré-frontal, está envolvido no planejamento de ações e movimento, assim como no pensamento abstrato. A atividade no lobo frontal aumenta nas pessoas normais somente quando temos que executar uma tarefa difícil em que temos que descobrir uma sequência de ações que minimize o número de manipulações necessárias. A parte da frente do lobo frontal, o córtex pré-frontal, tem que ver com estratégia: decidir que sequências de movimento ativar e em que ordem e avaliar o seu resultado. As suas funções parecem incluir o pensamento abstrato e criativo, a fluência do pensamento e da linguagem, respostas afetivas e capacidade para ligações emocionais, julgamento social, vontade e determinação para ação e atenção seletiva. Traumas no córtex pré-frontal fazem com que uma pessoa fique presa obstinadamente a estratégias que não funcionam ou que não consigam desenvolver uma sequência de ações correta.

O lobo occipital está localizado na parte póstero-inferior do cérebro. Coberta pelo córtex cerebral, esta área é também designada por córtex visual, porque processa os estímulos visuais. É constituída por várias sub áreas que processam os dados visuais recebidos do exterior depois de terem passado pelo tálamo: há zonas especializadas em processar a visão da cor, do movimento, da profundidade, da distância, etc. Depois de percebidas por esta área - área visual primária- estes dados passam para a área visual secundária. É aqui que a informação recebida é comparada com os dados anteriores que permite, por exemplo, identificar um cão, um automóvel, uma caneta. A área visual comunica com outras áreas do cérebro que dão significado ao que vemos tendo em conta a nossa experiencia passada, as nossas expectativas. Por isso é que o mesmo objeto não é percepcionado da mesma forma por diferentes sujeitos. Para além disso, muitas vezes o cérebro é orientado para discriminar estímulos. Uma lesão nesta área provoca agnosia, que consiste na impossibilidade de reconhecer objetos, palavras e, em alguns casos, os rostos de pessoas conhecidas ou de familiares

O lobo temporal está localizado na zona por cima das orelhas tendo como principal função processar os estímulos auditivos. Os sons produzem-se quando a área auditiva primária é estimulada. Tal como nos lobos occipitais, é uma área de associação - área auditiva secundária- que recebe os dados e que, em interação com outras zonas do cérebro, lhes atribui um significado permitindo que a pessoa reconheça o que ouve.

O lobo parietal, localizado na parte superior do cérebro, é constituído por duas subdivisões - a anterior e a posterior. A zona anterior designa-se por córtex somatossensorial e tem por função possibilitar a recepção de sensações, como o tato, a dor, a temperatura do corpo. Nesta área primária, que é responsável por receber os estímulos que têm origem no ambiente, estão representadas todas as áreas do corpo. São as zonas mais sensíveis que ocupam mais espaço nesta área, porque têm mais dados para interpretar. Os lábios, a língua e a garganta recebem um grande número de estímulos, precisando, por isso, de uma maior área. A área posterior dos lobos parietais é uma área secundária que analisa, interpreta e integra as informações recebidas pela área anterior ou primária, permitindo-nos a localização do nosso corpo no espaço, o reconhecimento dos objetos através do tato, etc.

A Área de Wernicke é na zona onde convergem os lobos occipital, temporal e parietal que se localiza a área de Wernicke, que desempenha um papel muito importante na produção de discurso. É esta área que nos permite compreender o que os outros dizem e que nos faculta a possibilidade de organizarmos as palavras sintaticamente corretas.

Fisiologia

Neurotransmissão

Ver artigo principal: Neurotransmissão

A atividade cerebral é possibilitada pelas interconexões de neurônios que estão ligados entre si para atingir seus alvos.[4] Um neurônio consiste em um corpo celular, axônio e dendritos, que são frequentemente ramos extensos que recebem informações na forma de sinais dos terminais dos axônios de outros neurônios. Os sinais recebidos podem fazer com que o neurônio inicie um potencial de ação (um sinal eletroquímico ou impulso nervoso) que é enviado ao longo de seu axônio para se conectar com os dendritos ou com o corpo celular de outro neurônio. Um potencial de ação é iniciado no segmento inicial de um axônio, que contém um complexo especializado de proteínas.[5] Quando um potencial de ação atinge o terminal do axônio, ele dispara a liberação de um neurotransmissor em uma sinapse que propaga um sinal que atua na célula-alvo.[6] Esses neurotransmissores químicos incluem dopamina, serotonina, GABA, glutamato e acetilcolina.[7][8] O GABA é o principal neurotransmissor inibitório no cérebro, enquanto o glutamato é o principal neurotransmissor excitatório.[9] Os neurônios se conectam nas sinapses para formar redes neurais elaboradas, como a rede de saliência e a rede de modo padrão, e a atividade entre eles é impulsionada pelo processo de neurotransmissão.

Metabolismo

Imagem PET do cérebro humano mostrando consumo de energia

O cérebro consome até 20% da energia usada pelo corpo humano, mais do que qualquer outro órgão.[10] Em humanos, a glicose no sangue é a principal fonte de energia para a maioria das células e é crítica para o funcionamento normal de vários tecidos, incluindo o cérebro.[11] O cérebro humano consome aproximadamente 60% da glicose no sangue em indivíduos sedentários em jejum.[11] O metabolismo do cérebro normalmente depende da glicose no sangue como fonte de energia, mas durante períodos de baixa glicose (como jejum, exercícios de resistência ou ingestão limitada de carboidratos), o cérebro usa corpos cetônicos como combustível com uma necessidade menor de glicose. O cérebro também pode utilizar lactato durante o exercício.[12] O cérebro armazena glicose na forma de glicogênio, embora em quantidades significativamente menores do que as encontradas no fígado ou no músculo esquelético.[13] Os ácidos graxos de cadeia longa não podem cruzar a barreira hematoencefálica, mas o fígado pode quebrá-los para produzir corpos cetônicos. No entanto, os ácidos graxos de cadeia curta (por exemplo, ácido butírico, ácido propiônico e ácido acético) e os ácidos graxos de cadeia média, como ácido octanóico e ácido heptanóico, podem cruzar a barreira hematoencefálica e ser metabolizados pelas células cerebrais.[14][15][16]

Embora o cérebro humano represente apenas 2% do peso corporal, ele recebe 15% do débito cardíaco, 20% do consumo total de oxigênio do corpo e 25% da utilização total da glicose corporal.[17] O cérebro usa principalmente glicose para energia, e a privação de glicose, como pode acontecer na hipoglicemia, pode resultar em perda de consciência.[18] O consumo de energia do cérebro não varia muito ao longo do tempo, mas as regiões ativas do córtex cerebral consomem um pouco mais energia do que as regiões inativas, o que constitui a base para os métodos de neuroimagem funcional de PET e fMRI.[19] Essas técnicas fornecem uma imagem tridimensional da atividade metabólica.[20] Um estudo preliminar mostrou que os requisitos metabólicos do cérebro em humanos atingem o pico por volta dos cinco anos de idade.[21]

A função do sono não é totalmente compreendida; no entanto, há evidências de que o sono aumenta a eliminação de produtos de resíduos metabólicos do cérebro, alguns dos quais são potencialmente neurotóxicos.[22][23][24] As evidências sugerem que o aumento da eliminação de resíduos metabólicos durante o sono ocorre por meio do aumento do funcionamento do sistema glifático.[22] O sono também pode afetar a função cognitiva, enfraquecendo conexões desnecessárias.[25]

Apesar de responder por 60% dos neurônios no encéfalo, a contribuição do cerebelo ao consumo de oxigênio é irrisória em comparação ao cérebro.[26] Portanto, o fluxo sanguíneo encefálico é considerado igual ao fluxo sanguíneo cerebral.[27]

Estudo

Ver artigos principais: Neurociência e Neurologia

O cérebro e as funções cerebrais têm sido estudados cientificamente por diversos ramos do saber. É um projeto pluri-disciplinar. Nasceu assim a neurociência com o objetivo de estudar o funcionamento do Sistema Nervoso, nomeadamente do Sistema Nervoso Central, a partir de uma perspectiva biológica. A psicologia, depois de se ter emancipado da filosofia e de vários conceitos religiosos, tem como um de seus objetivos estudar cientificamente o comportamento do indivíduo e como este se relaciona com as estruturas cerebrais. A ciência cognitiva procura estudar as funções cerebrais com objetivo de desenvolver o conceito de "inteligência artificial". O cérebro é responsável pelas emoções.

Observação

Pierre Flourens, por volta de 1825, começou as primeiras descobertas relacionadas com funcionamento cerebral. Anatomistas e fisiologistas desenvolveram novos métodos experimentais para intervir diretamente no cérebro e observar os resultados destas intervenções sobre o comportamento de animais. Estes métodos eram:

Exame de imagem por ressonância magnética do topo à base cérebro. O pequeno ponto em cima à esquerda é uma cápsula de Vitamina E, que serve de orientação na compilação das imagens.
  • A ablação cirúrgica seletiva de partes do cérebro de animais.
  • A estimulação elétrica do cérebro de animais e seres humanos.
  • Os estudos clínicos, ou seja, pacientes com deficiências neurológicas ou mentais tiveram seus cérebros examinados após a sua morte, numa tentativa de identificar com alterações detectáveis no tecido nervoso.

A eletrofisiologia, na qual elétrodos são colocados diretamente no cérebro, permite aos cientistas registrar a atividade córtex cerebral de neurônios isolados ou grupos de neurônios, mas como requer uma cirurgia invasiva, é uma técnica reservada apenas para cobaias animais.

A eletroencefalografia ou EEG, dá-se com a colocação de elétrodos sobre a pele, a fim de se registarem os impulsos nervosos (de natureza eletro-química) gerados por diferentes partes do córtex cerebral. O exame detecta apenas mudanças em larga escala e ocorridas apenas nas camadas mais externas do órgão. Com o aparecimento dos métodos de imagem, a tomografia axial computorizada e da imagem por ressonância magnética, vieram revolucionar o estudo do funcionamento do cérebro e tornar o diagnóstico médico mais rigoroso.

A ressonância magnética funciona medindo as mudanças no fluxo de sangue dentro do cérebro, mas a atividade dos neurônios não é diretamente medida, e não pode se distinguir onde a atividade é de inibição ou onde é de excitação. Testes de comportamento podem avaliar sintomas de doenças e o desempenho mental, mas também são medidas indiretas das funções cerebrais e podem não ser práticas em todos os animais. Análises feitas em cadáveres de animais permitem o estudo da anatomia e da distribuição de proteínas no cérebro.

Referências

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Bibliografia

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Ligações externas

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