O conceito de plasticidade neural diz respeito ao fato de que a estrutura do sistema nervoso central não é fixa ou impermeável à influência do ambiente e dos padrões de atividade funcional. A estrutura do sistema nervoso é, ao menos em parte, influenciada pelos padrões de atividade no sistema. O conceito de que os padrões de atividade influenciam a estrutura do sistema nervoso é resumido sob a forma da expressão “plasticidade dependente de atividade”.
Existem evidências de que células nervosas centrais podem se regenerar ou até mesmo se formar de novo, inclusive em mamíferos adultos. Uma das regiões onde esta forma de plasticidade se expressa com mais freqüência é o hipocampo. As sinapses são, entretanto, as estruturas com maior potencial para remodelação em função da estimulação ambiental e do nível de atividade.
Nos experimentos clássicos de Hubel e Wiesel com gatos recém-nascidos foi constatado que a sutura da pálpebra de um dos olhos impedia o surgimento das colunas de dominância ocular no córtex occipital, impedindo o desenvolvimento da visão binocular. Tais modificações se mostraram reversíveis se a sutura era desfeita após algumas semanas, mas não após alguns meses. Clinicamente, o fenômeno é observado em humanos com estrabismo. Se o estrabismo é revertido tardiamente a visão no olho não-dominante é prejudicada irreversivelmente e os resultados cirúrgicos são apenas estéticos.
Em 1949 o psicólogo canadense Donald Hebb formulou a sua famosa lei, que reza mais ou menos assim. Quando o neurônio A e o neurônio B descarregam simultaneamente, então os dois sofrem transformações tróficas que fazem com que as conexões sinápticas entre os mesmos seja reforçadas. O conceito de Hebb foi formulado de forma puramente teórica e constitui junto com o fenômeno anti-hebbiano a base conceitual das redes neurais. O reverso da lei de Hebb é que se os dois neurônios A e B não descarregam de forma sincrônica então a conexão sináptica entre eles tende a enfraquecer. A lei de Hebb constitui-se de um mecanismo associativo poderoso e plástico o qual foi explorado computacionalmente nas redes neurais, permitindo a simulação de diversos comportamentos inteligentes adaptativos, tais como aprendizagem, discriminação de padrões, sensibilidade contextual e reconstrução de padrões a partir de fragmentos etc. Das idéias de Hebb originou-se o conceito de assembléia neural, ou seja, o grupo de neurônios que se constrói e se desfaz on line de forma extremamente dinâmica como a unidade funcional do cérebro mais relevante para o estudo do comportamento e da atividade mental.
Estudos eletrofisiológicos com células cerebrais embrionárias demonstram que neurônios que são estimulados eletricamente de modo simultânea sofrem efeitos tróficos que resultam no desenvolvimento e na manutenção de contatos sinápticos. Enquanto neurônios que são estimulados de forma assincrônica não fazem contato sináptico ou têm seus contatos sinápticos desfeitos por falta de estimulação. Estes achados são resumidos sob a forma de um aforisma: “Neurons that fire together, wire together. Neurons that do not fire together, do not wire together”.
A plasticidade sináptica tem sido explorada também no cérebro de mamíferos adultos, inclusive humanos. Merzenich e colaboradores realizaram alguns experimentos pioneiros no final da década de 80. Os experimentos eram realizados com macacos que tinham a representação somatosensorial dos dedos das mãos mapeadas através de registros com potenciais evocados. O mapeamento cortical cerebral permitia estabelecer os limites das áreas somatosensoriais primárias que respondiam à estimulação de cada um dos dedos da mão contralateral. Após o mapeamento cortical somatosensorial várias manipulações experimentais eram realizadas. Em um grupo de macacos, um dos dedos, o segundo dedo, por exemplo, era amputado. Após alguns meses o mapeamento sensorial cortical era novamente realizado. Os resultados mostraram que a área cortical que originalmente representava o segundo dedo passou a responder à estimulação do primeiro ou do terceiro dedos. Os resultados de Merzenich e colaboradores sugerem a existência de interações competitivas entre as sinapses. Se um neurônio cortical perde suas aferências ele não vai ficar de bobeira, sem fazer nada, apenas consumindo glicose e oxigênio sem oferecer uma contrapartida funcional para o organismo. Ao contrário disto, os neurônios desaferentizados são recrutados pelas assembléias neurais vizinhas, as quais competem entre si por no estabelecimento de conexões.
Numa outra variante dos experimentos de Merzenich, dois dedos, p. ex., o segundo e o terceiro eram suturados e passavam a funcionar como uma unidade anatômico. Sob estas circunstâncias o mapeamento cortical pós-cirúrgico mostrou uma fusão dos campos receptivos corticais dos dois dedos suturados. Evidências clínicas e de neuroimagem funcional demonstram que os efeitos da plasticidade sináptica são observados também em humanos adultos. Agliotti e cols. na Itália demonstrram que mulheres mastectomizadas apresentam manifestações de mama fantasma. Ou seja, a estimulação de algumas regiões do tórax e do pescoço ou região auricular podem desencadear sensações referidas na mama que foi amputada. A melhor interpretação para o fenômeno dos membros ou partes fantasma após amputações é com base em fenômenos de plasticidade representacional cortical. Neurônios que originalmente representavam a parte amputada do corpo passam a ser ativados por áreas corporais cuja representação cortical é vizinha ou funcionalmente conectada.
O grande desafio contemporâneo não diz mais respeito à demonstração da existência de plasticidade sináptica em adultos, mas ao melhor modo de explorar o fenômeno clinicamente de modo a promover a restituição funcional após lesões cerebrais. Um abordagem à reabilitação que se originou dos conceitos de plasticidade sináptica é a chamada terapia por indução de restrições (“constraint induced therapy” ou CIT). A CIT parte do princípio de que fenômenos de plasticidade sináptica competitiva se instalam após o estabelecimento de uma necrose tecidual cerebral. Como os neurônios sobreviventes que faziam parte das assembléias formadas pelos neurônios destruídos começam a ser recrutados por outras assembléias neuronais, o processo resulta em uma inibição das funções representadas na rede neuronal cujos neurônios foram parcialmente destruídos. O único modo de reverter esta tendência inibitória é forçando o uso da parte do corpo ou função afetada.
No caso de uma hemiplegia, o processo reabilitador proposto pela CIT consiste em colocar o indivíduo, por quatro a cinco horas por dia , quatro a cinco vezes por semana, em um ambiente caracterizado pela contingência de que o membro não afetado é imobilizado e o indivíduo só pode funcionar, ou seja, realizar todas as funções propostas, utilizando o membro afetado. A função da parte afetada do corpo é então estimulada por meio de técnicas de reforçamento diferencial e modelagem. No caso das afasias, os pacientes são trabalhados intensivamente em grupos terapêuticos, com dois ou três terapeutas e alguns pacientes, onde a contingência estabelecida é que o único modo de comunicação aceitável é o verbal. A comunicação não-verbal é posta em extinção e a comunicação verbal reforçada e modelada.
Se você tem interesse em ler mais sobre constraint induced therapy leia o artigo de Taub e cols. (1998), o qual está disponível no site www.periodicos.capes.gov.br, que pode ser acessado a partir das bibliotecas universitárias brasileiras.
Referência Bibliográfica
Taub, E, Crago, J. E. & Gitendra, U. (1998). Constraint-induced therapy: a new approach to treatment in physical rehabilitaton. Rehabilitation Psychology, 43, 152-150.
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