Formação em Neuroeducação - Módulo 1 - Parte 2

 

Módulo 1 - Parte 2 - Introdução ao estudo da neurociência aplicada à educação: a Neuroeducação

Para iniciarmos nossa reflexão sobre a importância de conhecermos mais sobre a relação entre neurociência e Educação, sugerimos que você assista a dois vídeos. O primeiro deles da neuroeducadora belga Veerle Ponnet apresenta e traz algumas considerações a respeito de como o conhecimento básico da Neurociência aplicada à Educação deve fazer parte de todas as etapas do desenvolvimento escolar e educacional.

O segundo vídeo refere-se a uma live gravada pelo professor e neurocientista Dr. Ramon M. Consenza acerca da compreensão da Neurociência e da Educação para o mundo contemporâneo:

É importante considerar que este não é um curso com o intuito de responder de forma única e concreta todos os questionamentos levantados pela área da Educação e nem de oferecer respostas prontas e limitadas apenas a determinadas estratégias de aplicação, no que se refere às práticas de sala de aula. Isso porque vamos passar a compreender que os nossos cérebros são únicos e distintos, ou seja, nem sempre estratégias que se mostrem eficientes para alguns cérebros em desenvolvimento serão para os demais.

Desenvolver uma visão ampliada, que contemple mais que os aspectos que envolvem a aprendizagem e aquisição de conhecimentos nas diferentes disciplinas, torna-se fundamental para o adequado desenvolvimento psicossocial das crianças e adolescentes, minimizando possíveis desfechos negativos na vida adulta. Cada vez mais se mostra importante atentar para aspectos emocionais que podem interferir significativamente no curso das aprendizagens nos anos escolares.

O conteúdo aqui apresentado, portanto, irá introduzir você, educador(a), em conceitos básicos da área da Neurociência a partir de evidências científicas de estudos nacionais e internacionais que contribuem para estimular reflexões sobre as práticas educacionais em nosso país. A formação integral do indivíduo é parte das responsabilidades e objetivos que a escola possui, não estando limitada apenas ao ensino e desenvolvimento de conhecimentos de materiais como língua portuguesa, matemática, história e geografia.

A própria Base Nacional Comum Curricular (BRASIL, 2018) sugere que possam ser trabalhados na educação aspectos cognitivos, emocionais e sociais. Aliás, muito se fala hoje no desenvolvimento das capacidades socioemocionais das crianças e adolescentes. Fazer com que a educação contribua para além da aquisição de conhecimentos a partir das disciplinas básicas passa a ser uma das missões de professores e educadores. Formar jovens cidadãos com habilidades sociais, inteligência emocional, pensamento criativo, educação financeira, capacidade de raciocínio, resolução de problemas e tomada de decisão passa a ser um dos grandes desafios da educação na contemporaneidade.

Para atender estas demandas, preocupamo-nos com a formação dos educadores e em prepará-los para melhor compreender e lidar com as necessidades das crianças e adolescentes. É importante retornarmos a propostas e ideias de autores expoentes e estudiosos do desenvolvimento humano que, em suas teorias e propostas, contribuíram significativamente para a formação das práticas educacionais.

Pode-se citar aqui Piaget, Montessori, Steiner, Erikson, Dewey, Elkind, Freud, Gardner, entre outros. As proposições teóricas e práticas de tais autores, aliadas ao entendimento de como o cérebro funciona e se desenvolve ao longo da infância e adolescência, serão fundamentais para a renovação de discursos e práticas educacionais. Prestar uma maior atenção nas necessidades básicas dos indivíduos ao longo de sua formação e considerar diferenças existentes entre os aspectos biopsicossociais das crianças, adolescentes, jovens e adultos conduzirá a adequação de práticas educacionais mais sensíveis e eficazes.

Conceitos básicos em Neurociência: a estrutura do Sistema Nervoso Central (SNC) e seu funcionamento

Professor(a), para iniciarmos nosso processo de formação nas Neurociências, precisamos entender melhor como nosso cérebro funciona e como, a partir disso, torna-se possível a ocorrência dos nossos comportamentos e aprendizagens. Assim, iniciaremos esse subtópico do Módulo I com uma visão geral do nosso cérebro, suas divisões e respectivas funções e, por fim, aumentaremos o “zoom” a fim de visualizarmos e compreendermos as propriedades dos nossos neurônios, a unidade básica do sistema nervoso central. Além disso, iremos entender de que forma nossos neurônios se comunicam e integram toda a informação que é processada em nosso cérebro.

Nossa viagem na história do estudo do cérebro parte da descoberta do neurônio, na metade final do século XIX, principalmente a partir dos trabalhos de dois importantes nomes para a Neurociência: Camillo Golgi e Santiago Ramón y Cajal. Ambos tinham em comum o interesse em estudar a célula nervosa e, por meio do desenvolvimento e utilização de uma técnica específica — coloração por nitrato de prata —, foram capazes de representar nossos neurônios, bem como ilustrar como seriam formadas as redes neurais.

Figura 1. À direita, duas células piramidais do córtex cerebral de um gato, coradas pelo método de Golgi; à esquerda, células piramidais corticais coradas pelo azul de metileno, usado por Cajal para demonstrar a presença das espinhas dendríticas

Fonte: Sallet (2009)

Golgi, inicialmente, identificou que os neurônios são constituídos de pelo menos duas partes: da região central (corpo celular) e de prolongamentos que irradiam a partir desta, os neuritos. Em suas representações, Golgi defendia que os neurônios se comunicavam continuamente, formando uma rede nervosa, o que ficou conhecido como Teoria Reticular. Santiago Ramón y Cajal, embora fizesse uso da técnica de coloração de Golgi para estudar o neurônio, defendia algumas ideias um pouco diferentes. Ele concordava em relação à constituição geral dos neurônios, porém acreditava que a maneira como os neurônios se organizavam era distinta. Defendia que não havia ligações contínuas, mas que os neurônios deveriam se comunicar através de um contato descontínuo, ficando esta ideia conhecida como Doutrina Neuronal. De toda forma, ainda que ambos discordassem no que diz respeito à sua visão da estrutura do sistema nervoso central, foram agraciados com o prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia de 1906 por suas descobertas.

Algum tempo depois, outro estudioso, Sherrington, foi capaz de desvendar o motivo de desacordo entre ambos os pesquisadores, sugerindo que o espaço vazio existente entre os neurônios se referia à sinapse, que seria uma espécie de separação funcional contribuindo para o funcionamento e comunicação dos neurônios, exercendo atividades regulatórias para o processo de transmissão de estímulos no sistema nervoso. Foi também Sherrington que propôs que as sinapses poderiam apresentar funções excitatórias ou inibitórias, o que discutiremos em mais detalhes mais adiante neste módulo.

Percorrendo essa contextualização histórica acerca da descoberta dos neurônios e de suas divisões anatômicas e funcionais, chegamos aos dias de hoje. Atualmente, entende-se que os neurônios correspondem à unidade básica do SNC. São células excitáveis de comunicação, com propriedades químicas e elétricas. Possuem diferentes formatos e tamanhos e estão localizados em diferentes regiões do nosso cérebro. Essas características distintas definem suas funções, bem como representam importantes aspectos a serem considerados para o entendimento dos nossos comportamentos, como, por exemplo, a maneira como nossas aprendizagens e memórias são formadas ou como controlamos nossos movimentos e ações. A seguir, você pode visualizar uma representação geral de um neurônio.

Figura 2. Representação geral de um neurônio

Fonte: AVAMEC (2023)

Como vocês podem observar na Figura 2, existem três regiões principais nas quais podemos dividir o neurônio: os dendritos, o corpo celular (ou soma) e o axônio. Os dendritos juntamente ao corpo celular compõem a chamada zona somatodendrítica, que possui a função de receber a informação ou o estímulo neuroquímico. Na zona somática, logo abaixo, temos o corpo celular ou soma, o qual é responsável por integrar e codificar os sinais neuroquímicos, processo que ocorre principalmente no núcleo da célula do neurônio, onde está localizado o DNA da célula. Por fim, a zona axônica representa a região na qual ocorre a codificação, propagação e vazão do sinal eletroquímico.

O NEURÔNIO

São células excitáveis do SNC responsáveis por receber e transmitir estímulos (impulsos nervosos) por meio de modificações entre os potenciais elétricos da membrana celular. São capazes de estabelecer conexões entre si, formando redes neurais. Estima-se que cada neurônio é capaz de estabelecer entre cem e dez mil conexões. Os neurônios caracterizam-se por uma divisão estrutural composta por três principais partes: os dendritos, o soma e o axônio. A célula do neurônio é separada do meio externo por meio de uma membrana, chamada de membrana neuronal. Cada uma das regiões apresenta funções especificas que se encontram descritas abaixo:

Dendritos

Dendritos: compreendem a região do neurônio que possui função de recepção do estímulo, como uma espécie de antena receptora. Os dendritos recebem sinais de outros neurônios, processando e codificando estas informações para, então, serem conduzidas até o corpo celular. Formam verdadeiras árvores dendríticas, pois apresentam várias ramificações, sendo cobertos por espinhos dendríticos que funcionam como uma espécie de ponto de recepção e contato do neurônio. Interessantemente, esses espinhos respondem aos estímulos ambientais, podendo aparecer ou desaparecer, conforme a intensidade da atividade naquela região. Isso confere uma capacidade neuroplástica (que discutiremos mais à frente) a esta região, tornando-a responsiva às influências ambientais, como por exemplo os estímulos e desafios gerados durante os processos de aprendizagem.

Soma

Soma: refere-se à região central do corpo celular, sendo composta pelo citosol e envolta pela membrana neuronal. É no soma que se encontram as estruturas denominadas de organelas, sendo a principal delas — e de maior interesse para os estudos no campo da Neurociência — o núcleo. No núcleo é que está localizado o material genético — o DNA — da célula do neurônio. É nessa região que ocorrem diversos processos biomoleculares que envolvem a transcrição da informação gênica que, posteriormente, será utilizada para a síntese e produção de proteínas.

Axônio

O axônio: compreende a região do neurônio que possui a função de propagação e transmissão do impulso nervoso, ou seja, é o local onde ocorre a transferência da informação. O axônio inicia-se no chamado cone de implantação, localizado na sequência do soma. Assemelha-se a um fio (como uma espécie de prolongamento) condutor, percorrendo, em alguns casos, longas distâncias no sistema nervoso. Ele possui ramificações, formando os denominados colaterais axonais. Nas suas terminações, os axônios formam a região pré-sináptica, conectando-se a outros neurônios (ou outras células que não nervosas). Nesta região são liberados os neurotransmissores, os quais se ligam a receptores específicos localizados nos neurônios ou células adjacentes.

O formato do neurônio, finalmente, é definido pelo seu citoesqueleto. O citoesqueleto tem função de manter a estrutura do neurônio, além de ser responsável por mediar o trânsito intracelular das substâncias existentes ou produzidas pelo próprio neurônio. O citoesqueleto é composto por proteínas filamentosas: os microtúbulos, a actina e os neurofilamentos. A degeneração ou perda desta estrutura é capaz de causar danos irreparáveis no funcionamento dos neurônios, como ocorre nos processos neurodegenerativos, a exemplo das demências, tais qual a doença de Alzheimer.

O local onde ocorre o ponto de contato entre dois neurônios chama-se sinapse (Figura 3). É na sinapse que serão liberadas as substâncias também conhecidas como neurotransmissores. Esses neurotransmissores são produzidos e sintetizados pelos próprios neurônios, por meio da atividade genética que ocorre a partir da ativação e desativação dos nossos genes em resposta aos estímulos gerados. Vamos discutir mais sobre o que ocorre nas sinapses e, também, conhecer mais a respeito dos neurotransmissores a seguir.

Figura 3. Representação da sinapse

Fonte: AVAMEC (2023)

A sinapse refere-se ao ponto de ligação — contato — entre dois neurônios. É nesta região que ocorre a chamada transmissão sináptica, que nada mais é do que a propagação do estímulo (impulso) nervoso de uma célula para outra. Esta comunicação ocorre através de processos eletroquímicos. Existem pontos de comunicação entre os neurônios que são estritamente elétricos, porém a grande maioria das sinapses são químicas, uma vez que liberam substâncias químicas, os neurotransmissores.

Vale destacar aqui que a atividade do SNC é algo complexo e que requer o adequado funcionamento de inúmeras proteínas e moléculas. Qualquer problema ou disfunção na atividade destas proteínas e moléculas pode interferir significativamente nos processos de neurotransmissão, resultando em manifestações de distúrbios emocionais, comportamentais e, até mesmo, de aprendizagem.

A SINAPSE

A sinapse caracteriza-se por ser o ponto de contato entre dois tipos de neurônios, os chamados neurônio pré-sináptico e neurônio pós-sináptico. Eles são assim denominados porque normalmente o fluxo de propagação do impulso nervoso, ou seja, a transferência dos estímulos, ocorre unidirecionalmente, na direção anterógrada. A direção, portanto, é do neurônio pré-sináptico para o neurônio pós-sináptico.

Algumas poucas exceções nesse direcionamento referem-se às neurotransmissões retrógradas, nas quais a direção da transmissão dos sinais se dá no sentido contrário, ou seja, do neurônio pós-sináptico para o neurônio pré-sináptico. A região pré-sináptica consiste no terminal axônico, enquanto a região pós-sináptica consiste, predominantemente, nos dendritos do outro neurônio.

Considerando a forma como ocorre todo o processo, o sinal elétrico propagado pelo neurônio percorre todo prolongamento axônico, até o terminal, onde então é convertido em sinal químico. A liberação deste sinal químico, composto pelos neurotransmissores, se dá através do rompimento de vesículas que contêm as substâncias químicas junto à parede da membrana do neurônio pré-sináptico.

Ao serem liberados na fenda sináptica, os neurotransmissores vão se ligar aos receptores conforme sua afinidade. Esses receptores se encontram presentes nas membranas dos neurônios pós-sinápticos. Os neurotransmissores que tiverem sido liberados em excesso, por sua vez, serão recaptados por meio de transportadores que ativamente recuperam as substâncias excedentes, em uma espécie de reciclagem, a fim de serem novamente utilizadas pelo neurônio pré-sináptico em uma transmissão futura.

Figura 4. Representações de sinapses a) elétrica e b) química

Fonte: Purves et al. (2010)

A imagem ilustrada acima representa duas sinapses, uma denominada de sinapse elétrica e a outra, de sinapse química. A sinapse elétrica não possui ação de nenhum tipo de neurotransmissão: a propagação da informação através do impulso nervoso ocorre apenas pelo fluxo de íons (cargas elétricas) por um espaço quase invisível, chamado de junção comunicante. Neste tipo de sinapse, percebe-se que os neurônios se encontram praticamente conectados, como se não houvesse uma separação física entre ambos. A transmissão ocorre de maneira mais rápida em comparação às sinapses químicas e não há possibilidade de bloqueio ou inibição da atividade.

Já nas sinapses químicas, percebe-se a existência de um espaço vazio entre os neurônios pré e pós-sinápticos, denominado de fenda sináptica. É na fenda sináptica que ocorre a liberação dos neurotransmissores e, consequentemente, sua ação sobre receptores específicos que se encontram na membrana do neurônio pós-sináptico. Por esta razão, estas sinapses tendem a ter uma transferência de informações mais lenta em comparação às sinapses elétricas.

Os neurotransmissores são os elementos-chave do processo de comunicação neuronal. Eles podem ser de diferentes tipos, como nos casos das aminas, dos aminoácidos e dos neuropeptídeos. Os neurotransmissores mais clássicos e reconhecidos por sua atuação na regulação de processos emocionais, comportamentais e cognitivos são os do grupo das aminas, como, por exemplo, a serotonina, a noradrenalina, a dopamina e a acetilcolina. Além desses, o glutamato e o Ácido gama-aminobutírico (Gaba) também são importantes mediadores das atividades neuronais, refletindo seus efeitos nos nossos comportamentos e ações.

A ação dos neurotransmissores ocorre através da sua difusão na fenda sináptica. Ao serem liberados, eles se ligam a receptores específicos na membrana neuronal pós-sináptica. A ligação dos neurotransmissores causa uma mudança na conformidade deste, ou seja, faz com que canais localizados na membrana pós-sináptica se abram ou se fechem, possibilitando ou não o livre fluxo das cargas elétricas que orbitam os espaços extracelulares. Desta forma, os receptores, ao serem estimulados pelos neurotransmissores, alteram sua permeabilidade, ocasionando um efeito que pode ser excitatório ou inibitório, dependendo do tipo de canal e de sua permeabilidade a determinado íon.

Assim, por meio da estimulação dos receptores pelos neurotransmissores, tem início uma sequência de eventos moleculares dentro da célula do neurônio pós-sináptico, a fim de ativar ou inativar o funcionamento dos nossos genes. Neste sentido, para que uma neurotransmissão química ocorra, necessariamente precisamos de: um sinal molecular, transmitindo a informação de uma célula neuronal para outra; uma molécula receptora para traduzir a informação sinalizada; e uma molécula-alvo, que irá eliciar a resposta celular final.

A importância do adequado funcionamento de todos os processos referidos já é reconhecida, devido ao fato de que, cada vez mais, se tem clareza de que qualquer alteração ou desregulação nestes processos pode interferir na forma como nossos genes se expressam e, consequentemente, resultar na manifestação de transtornos neuropsiquiátricos ou transtornos relacionados ao desenvolvimento.

NEUROTRANSMISSORES

Neurotransmissores são substâncias químicas endógenas, produzidas e sintetizadas no sistema nervoso central e que possuem a função de atuar como mensageiros do processo de transmissão sináptica. Estima-se que existam mais de 100 substâncias que possuem propriedades de neurotransmissores. Os neurotransmissores podem ser classificados em duas amplas categorias: as moléculas pequenas e os neuropeptídeos. Eles podem ser da classe das aminas, dos aminoácidos ou dos neuropeptídeos.

É importante explicar que, para que uma determinada molécula seja considerada um neurotransmissor, é preciso que esta:

1. esteja presente no interior do neurônio pré-sináptico;

2. seja liberada em resposta à despolarização do neurônio pré-sináptico, em outras palavras, que ela possa responder aos estímulos propagados pelo neurônio; e

3. possua afinidade com receptores específicos localizados na membrana pós-sináptica.

Apesar de serem produzidos endogenamente, os neurotransmissores podem ser induzidos de forma exógena, ou seja, através do uso de diferentes substâncias que têm como função modificarem o funcionamento do sistema nervoso central. Exemplos destas substâncias poderiam ser os medicamentos psicofármacos, utilizados no tratamento de disfunções de ordem emocional, cognitiva ou comportamental, ou também as drogas (como álcool, tabaco, maconha e cocaína). Independente de qual tipo de substância estamos falando, elas são capazes de interferir no funcionamento do nosso cérebro, provocando alterações nas concentrações dos neurotransmissores ou na ação destes sobre os receptores.

Tais modificações influenciam e alteram o funcionamento dos neurônios e, por consequência, induzem mudanças emocionais, cognitivas e comportamentais. Podemos citar alguns exemplos de neurotransmissores clássicos que são alvo da ação de vários psicofármacos, muitos deles utilizados em crianças e adolescentes a fim de tratar diferentes questões de aprendizagem, comportamento e regulação emocional. Entre eles, destacam-se a serotonina, a noradrenalina, a dopamina, o glutamato e o Gaba. Estes últimos, glutamato e Gaba, representam os principais neurotransmissores excitatórios e inibitórios do nosso sistema nervoso.

FONTE: AVAMEC