Cognição e Córtices Associativos

A parte mais posterior dos lóbulos frontais, o giro pré-central, está relacionada ao movimento corporal. As áreas do córtex cerebral, na frente do giro pré-central, são chamadas coletivamente “áreas pré-frontais”; algumas delas se relacionam também aos movimentos corporais.

As áreas pré-frontais restantes têm funções que interligam tipos mais abstratos de processamento intelectual a um outro elemento que não se relaciona à inteligência pura, isto é, essa segunda região está relacionada às emoções, às condutas morais e ao planejamento futuro e relacionamento social.

Os livros de neurociência têm considerado em certo detalhe as partes do encéfalo responsáveis pela codificação da informação sensorial e do comando dos movimentos. Entretanto, essas regiões são responsáveis apenas por uma fração (talvez um quinto) do córtex cerebral. O consenso é o de que muito do restante do córtex esteja envolvido no processamento de estímulos complexos, identificando as características relevantes de tais estímulos, reconhecendo objetos relacionados e planejando respostas adequadas (assim como armazenando aspectos dessa informação). Essas áreas do córtex cerebral são denominadas coletivamente de córtices associativos; são evidentemente os córtices associativos nos lobos temporal, parietal e frontal que tornam possível a cognição (o córtex associativo do lobo occipital é igualmente importante para a cognição; suas funções, entretanto, referem-se principalmente à visão).

Os córtices associativos incluem a maior parte da superfície cerebral do encéfalo humano e são grandemente responsáveis pelo processamento complexo que ocorre entre a chegada de sinais informativos nos córtices sensoriais primários e a produção de comportamento: “Atravesso a rua; vejo um carro em disparada em minha direção: Ordeno minhas pernas para correr e me colocar a salvo no passeio. Respiro aliviado; dessa vez, escapei”.

As diversas funções dos córtices associativos têm sido chamadas, de modo não muito exato, como “cognição”, um termo que significa literalmente o processo pelo qual nós tomamos conhecimento do mundo. Essa palavra talvez não seja a melhor para indicar essa ampla gama de funções neurais, mas já se tornou parte do vocabulário de trabalho de neurologistas e neurocientistas, mas ela indica uma definição simplificada de um mecanismo sofisticado. De forma mais exata a cognição refere-se à capacidade de prestar atenção a estímulos externos, às motivações internas, de identificar o significado de tais estímulos e de planejar respostas significativas para eles.

Cada uma dessas tarefas é complexa; isso nos leva a concluir (inferir) que os córtices associativos precisam receber e integrar as informações provenientes de uma variedade de fontes ao mesmo tempo (o carro em disparada; cálculo do tempo necessário para ele me atingir; velocidade que devo utilizar para tentar escapar; verificação da aproximação do veículo e se minha velocidade está sendo conforme imaginei). Além disso, os córtices associativos, administrando tantos fatores ao mesmo tempo, irão influenciar uma ampla gama de alvos corticais e subcorticais.

Os sinais de entrada para os córtices associativos incluem projeções dos córtices sensoriais (visão do carro em disparada e onde eu me encontro) e motores primários e secundários (andar ou correr), do tálamo e do tronco encefálico.

Os sinais de saída dos córtices associativos alcançam o hipocampo, os gânglios da base e o cerebelo, o tálamo e outros córtices associativos; tudo para dar suporte ao fato existente – carro – comparando-o com situações já vividas, emoção de medo, produções internas para me dar força e energia, avaliações, etc.

Os estudos iniciais de como funcionam as áreas associativas vieram primeiramente de observações de pacientes humanos com lesão em uma ou outra dessas regiões. Técnicas não-invasivas de imageamento do encéfalo de sujeitos normais, mapeamento funcional durante neurocirurgias e análises eletrofisiológicas de regiões comparáveis do encéfalo em primatas não-humanos têm geralmente confirmado diversas impressões clínicas anteriormente produzidas.

As pessoas com danos extensivos dos lóbulos frontais, do núcleo dorsomedial do tálamo ou da matéria branca que os interconecta, desenvolvem uma síndrome característica: elas mostram um déficit no pensamento abstrato, junto com uma distração e/ou perseveração e egoísmo impulsivo – “desinibição” – do comportamento (perseveração significa persistência de uma atividade mental sem habilidade de deslocar facilmente à outra.)

Essas pessoas dirão e farão as primeiras coisas que lhes vêm à cabeça sem considerar a exatidão ou as consequências futuras do que dizem ou farão. Seu comportamento se torna assim não adaptado às regras sociais, tornando-se incapazes de realizar uma atividade um pouco complexa durante certo tempo, entre eles, os atos não permitidos, como premeditado assassinato; pois suas lesões os impedem de realizar planos de longa duração, seja corretos ou incorretos..

Se os danos cerebrais (região pré-frontal) se tornarem mais extensos, a complicação comportamental, como a impulsividade, é substituída pela apatia e pela falta de resposta aos estímulos. Finalmente, com o desenvolvimento da lesão, o paciente passa a apresentar uma abulia (falta de vontade) do lobo frontal. Nesse caso final o paciente não se move, não produz sons, nem responde a outro estímulo. É como se “estivesse travado por dentro”. (comatose, imóvel).

Os pacientes com afasia de Broca severa podem compreender muito do escutado, mas podem não produzir nenhum som porque perderam a parte de capacidade na área da memória do trabalho responsável pela linguagem. Consequentemente, não podem usar aqueles programas gerando a língua.

Os estudos, juntos, indicam que, entre outras funções, o córtex associativo parietal é especialmente importante para a percepção de estímulo complexo nos ambientes externos e internos; que o córtex associativo temporal é especialmente importante para a identificação da natureza de tais estímulos e, por último, que o córtex associativo frontal é especialmente importante para o planejamento de respostas comportamentais adequadas para os estímulos (tomada de decisões).

Características específicas dos córtices associativos

Apesar dessas generalizações, as conexões dos córtices associativos são consideravelmente diferentes dos córtices sensoriais e motores primários e secundários, particularmente no que diz respeito às conexões de entrada e de saída. Por exemplo, três núcleos talâmicos que não estão envolvidos na retransmissão de informação sensorial ou motora primária fornecem uma grande parte dos sinais de entrada subcorticais para os córtices associativos. Uma segunda grande diferença envolvendo as fontes de inervação dos córtices associativos é o seu enriquecimento em projeções diretas de outras áreas corticais, chamadas de conexões corticocorticais.

Nem todo o manto cortical é constituído pelo neocórtex de seis camadas; o hipocampo, por exemplo, que se localiza profundamente no lobo temporal e tem sido implicado na aquisição da memória tem apenas três ou quatro lâminas. O córtex hipocampal é considerado como evolutivamente mais primitivo e é, portanto, denominado “arquicórtex” para distingui-lo do neocórtex de seis camadas. A terceira fonte de inervação das áreas associativas são sinais de entradas difusas oriundas de núcleos dopaminérgicos, noradrenérgicos e serotoninérgicos da formação reticular do tronco encefálico, assim como núcleos colinérgicos do tronco encefálico e do prosencéfalo basal. Essas fontes projetam-se a diferentes camadas corticais e, entre outras funções, determinam o estado mental ao longo de um contínuo que varia do sono profundo a um estado de alerta máximo.

Cada córtex associativo é definido por um subconjunto distinto, embora em certo grau sobreposto, de conexões talâmicas, corticocorticais e subcorticais. Apesar disso, é difícil concluir muito acerca do papel dessas diferentes áreas corticais com base apenas em suas conexões (essa informação é, de qualquer modo, bastante limitada para os córtices associativos humanos; a maior parte das evidências vem de estudos anatômicos em primatas não-humanos, suplementados pelo limitado estudo que pode ser feito em tecido encefálico humanopost-mortem). Em vista disso, a inferência acerca das funções de áreas associativas em humanos continua a depender, de forma crítica, de observações de pacientes com lesões corticais. Lesões nos córtices associativos dos lobos parietal, temporal e frontal, respectivamente, resultam de déficits cognitivos específicos que mostram muito sobre as operações e uso de cada um dessa.

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