Por que algumas pessoas são canhotas?

Como os canhotos bem sabem, o mundo ainda é dos destros. Tesouras, abridores de lata, saca-rolhas, acessórios de computador, e até colheres tortas para bebês são feitas para a mão direita. Mas por que mais de 90% das pessoas preferem usar a mão direita? Na verdade, por que existe qualquer preferência pelo uso de uma das mãos, seja qual for?
Não é preciso especular muito para achar uma vantagem para o uso preferencial de uma das mãos. Se não houvesse preferência, os dois lados do corpo, igualmente capazes, poderiam entrar em disputa na hora de começar a andar, alcançar a chave do carro, jogar a bola, ou pegar o lápis para escrever. Já imaginou ter que perder tempo decidindo com que pé chutar a bola de futebol que cai do céu redondinha, sozinha entre você e o gol? A preferência "automática" por um dos lados do corpo resolve esse problema, e assim você pode se concentrar em coisas mais importantes, como driblar o goleiro se aproximando.
Além de resolver o problema da escolha, a preferência por um dos lados do corpo é econômica: todos os esforços do treinamento podem se concentrar em uma só mão, braço, ou pé. O problema é que os efeitos benéficos da prática são específicos para o lado treinado, e por isso não seria muito econômico precisar treinar as duas mãos para fazer a mesma tarefa. Já pensou quanto tempo a gente passaria na escola se todo mundo precisasse aprender a escrever bem com as duas mãos? Ou aprendesse a tocar violão dos dois lados? Ou treinasse o saque ora com um braço, ora com o outro?
Tudo isso justifica a lateralização, e não só no homem. De fato, outros animais que usam as mãos para comer ou manipular objetos, como aves, mamíferos, e até mesmo sapos, também têm preferência por uma das patas. A diferença é que a distribuição de preferências é mais democrática neles do que no homem. No camundongo, por exemplo, 50% dos animais preferem usar a pata esquerda, e 50% preferem a direita. A questão realmente cabeluda é por que nos homens a preferência é 90% das vezes a favor do lado direito do corpo, controlado pelo lado esquerdo do cérebro.
O que tem de tão especial o lado esquerdo do cérebro? Pra começo de conversa, tem a primeira função cuja localização no córtex cerebral foi descoberta: a linguagem. Em 96% das pessoas, é o lado esquerdo do cérebro que abriga a capacidade de produzir a fala. Será que o uso da mão direita pode ser apenas uma conseqüência da fala ser dominada pelo cérebro esquerdo?
Sim e não. Sim porque, como seria de se esperar, a incidência de controle da fala pelo outro lado do cérebro é maior nos canhotos: 27% deles falam com o lado direito do cérebro, contra 15% dos ambidestros, e apenas 4% dos destros. Mas isso não pode ser tudo - senão, setenta por cento dos canhotos não deveriam ser canhotos...
Qual é então a base para a preferência para a mão direita? Ainda não se sabe ao certo (oooooohh...), mas é certo que a explicação deve levar em consideração uma série de fatores diferentes:
1- a genética, já que é sabido que há famílias com alta incidência de preferência pela mão esquerda, muito acima dos 8-10% da população em geral. A chance de ter uma criança canhota é de 10% quando pai e mãe são destros, 20% quando ou o pai ou a mãe é canhoto (especialmente se for a mãe), e 26% quando ambos são canhotos. Exemplos famosos na história são a família real inglesa e o clã escocês dos Kerr - quem, inclusive, construiam em seus castelos escadas espirais ao contrário, no sentido anti-horário, que davam vantagem aos espadachins canhotos da família.
2- hormônios, como a testosterona, que influenciam tanto a lateralização funcional do cérebro quanto a diferença entre os sexos, já que há mais canhotos (12.6% dos homens) do que canhotas (9.9% das mulheres) no mundo. Dita assim a diferença pode não parecer muita, mas fazendo as contas, há quase 30% mais homens canhotos do que mulheres canhotas! Uma das teorias mais aceitas reza que um aumento do efeito da testosterona no cérebro durante a gestação atrasaria o desenvolvimento do lado esquerdo do cérebro, dando vantagem ao lado direito.
3- a influência sócio-cultural como a repressão do uso da mão esquerda ou mesmo a conversão forçada;
4- fatores mecânicos, como a posição do feto no útero, que influenciariam o desenvolvimento da lateralização funcional no cérebro antes mesmo do nascimento, já que ao nascer o cérebro já tem assimetrias, e já existem diferenças no movimento das duas mãos;
5- patologias ou problemas no parto que perturbam o desenvolvimento normal da lateralização funcional do cérebro. Complicações no parto são mais comuns entre canhotos (nos filhos, não nas mães!), e são associadas a vários problemas também tradicionalmente relacionados à preferência pela mão esquerda: autismo, epilepsia, paralisia cerebral, síndrome de Down, nascimento prematuro, estrabismo, e até esquizofrenia. ATENÇÃO: isto não quer dizer que canhotos tendem a ter esses problemas, e sim que pessoas que têm esses problemas são mais frequentemente canhotas do que as outras; e
6- o simples uso das mãos e do cérebro, estimulando e direcionando a lateralização funcional, já que o grau de preferência por uma das mãos aumenta com a idade.

Já deu pra sentir que deve haver várias maneiras de se tornar destro ou canhoto, não é? Para piorar a vida dos pesquisadores, provavelmente vários desses fatores interagem entre si, uns compensando ou exacerbando o efeito dos outros... Por isso, na opinião de alguns cientistas, não há uma única forma de ser canhoto, mas ao menos quatro: o uso preferencial da mão esquerda pode ser hereditário, inato sem ser herdado (ou seja, congênito), aprendido, ou resultar de danos ao cérebro.
Independente do que causa a preferência manual, alguma diferença deve haver entre o cérebro de destros e canhotos. De fato, há diferenças anatômicas e funcionais. Nos homens destros, o sulco central - aquela fenda que atravessa o alto do cérebro de uma orelha à outra - é mais profundo no lado esquerdo do que no lado direito do cérebro; nos homens canhotos, essa assimetria é menor, ou é invertida. Mas não há nenhuma diferença entre o sulco central de mulheres destras ou canhotas... Uma outra estrutura, chamada plano temporal - aquela que dizem que era maior no cérebro do Einstein -, é assimétrica nos destros (maior do lado esquerdo), e simétrica nos canhotos. Mas descobrir o que isso quer dizer são outros quinhentos...
As diferenças funcionais conhecidas estão na representação das sensações e dos movimentos das mãos, como era de se esperar. No córtex motor, a região do cérebro que dá a ordem de se movimentar, há mais células para cuidar dos movimentos da mão direita nos destros, e da mão esquerda nos canhotos - o que provavelmente garante movimentos mais precisos na mão preferida de cada um. No córtex somatossensorial dos destros, a região que recebe os sinais da mão direita é maior do que a esquerda. Mas apenas na metade dos canhotos a representação da mão esquerda é maior do que a da direita - o que por um lado é curioso, mas por outro ajuda a explicar por que os canhotos usam melhor a mão direita do que os destros usam a esquerda...
O problema é que todas essas diferenças podem perfeitamente ser o resultado de ser destro ou canhoto, e não a causa! Já se sabe, há alguns anos, que o uso modifica a representação das sensações e dos movimentos no cérebro - e provavelmente é por isso que a sensibilidade e as habilidades melhoram com a prática. Nos violinistas profissionais, por exemplo, a representação no cérebro dos dedos da mão esquerda, extremamente exercitados no dedilhado, é muito maior do que a dos dedos da mão direita, que apenas seguram o arco. E ninguém acredita seriamente que esses violinistas já nasceram assim. Principalmente porque quanto mais cedo na infância eles começam a tocar, maior é a representação da mão esquerda no cérebro...
No fundo, por que alguns de nós preferem a mão direita e outros a mão esquerda continua sendo um mistério. Quer dizer, mais um mistério, no rol das preferências humanas, ao lado de por que uns preferem café e outros chá, uns preferem gatos e outros, cachorros...
Enquanto isso, o mundo vai continuando na mão dos destros. A não ser, é claro, na opinião de alguns dos últimos três presidentes dos EUA, homens de extrema influência sobre o destino alheio. Ronald Reagan era canhoto, e George Bush Pai e Bill Clinton também são...

Texto publicado originalmente em Herculano-Houzel, S (2002) O Cérebro Nosso de Cada Dia. Rio de Janeiro, Editora Vieira & Lent.

Fontes:
Elbert T, Pantev C, Wienbruch C, Rockstroh B, Taub E (1995) Increased cortical representation of the fingers of the left hand in string players. Science 270, 305-307.
Lorin's Left-Handedness Site (http://duke.usask.ca/˜elias/left)

Sinapses

A atividade elétrica de um neurônio, distribuída por seu axônio, pode se espalhar diretamente a neurônios vizinhos que tenham contato físico (e portanto elétrico) com aquele neurônio. Isso acontece com bastante frequência no sistema nervoso durante a gestação. No entanto, a maioria dos neurônios no sistema nervoso da criança ou adulto não têm continuidade elétrica entre si: ao contrário, eles são separados por fendas, o que impede a passagem de eletricidade diretamente de um para o outro (como dizia meu professor de química, elétrons não nadam!).
O que permite que a atividade elétrica de um neurônio influencie a atividade elétrica do neurônio seguinte é a transmissão sináptica, o processo de transformação de um sinal elétrico em um sinal químico, e deste sinal químico de volta em um sinal elétrico - agora, no neurônio do outro lado da sinapse. A sinapse, portanto, é esse local onde a atividade de um neurônio é capaz de influenciar a atividade do outro neurônio.

Transmissão sináptica

No neurônio pré-sináptico (ou seja, o que transmite sinal), a chegada de um potencial de ação (o sinal elétrico) à extremidade do axônio provoca uma alteração em proteínas sensíveis à voltagem da membrana celular.



Isso leva à entrada de cálcio no terminal pré-sináptico, o que por sua vez faz com que vesículas contendo substâncias químicas se fusionem com a membrana da célula, liberando seu conteúdo do lado de fora do terminal - ou seja, na fenda sináptica.

Essas substâncias liberadas são os neurotransmissores, ou neuromoduladores, dependendo de sua ação sobre a célula pós-sináptica.
A célula pós-sináptica (a que recebe sinais) possui receptores em sua membrana: proteínas que detectam a presença de neurotransmissores ou neuromoduladores e mudam sua forma como resultado, disparando assim mudanças químicas e/ou elétricas no neurônio pós-sináptico.

No caso ilustrado, a ligação do neurotransmissor ao receptor faz com que este se abra, formando um canal na membrana do neurônio pós-sináptico.




A abertura de vários canais ao mesmo tempo provoca uma modificação na voltagem do neurônio pós-sináptico que é propagada até o corpo da célula, onde fica o núcleo. Se um número suficiente de sinapses - de um só neurônio pré-sináptico, ou, mais comumente, de vários neurônios pré-sinápticos ao mesmo tempo - forem acionados e produzirem uma mudança grande o suficiente na voltagem da célula pós-sináptica, esta pode chegar a disparar potenciais de ação e, assim, passar o sinal adiante para outros neurônios.
Ao mesmo tempo que a transmissão sináptica segue adiante do neurônio pós-sináptico, o neurônio pré-sináptico reconstrói suas vesículas sinápticas e as enche de novo, com neurotransmissor novo e também com as moléculas recolhidas (recaptadas) do espaço sináptico.

Disso é feito o funcionamento do cérebro: da transmissão constante de sinais elétricos e químicos de um lado para outro. O que você faz, pensa ou sente a cada instante depende de quais neurônios estão mais ou menos ativos a cada instante.

Vivendo, aprendendo... e formando sinapses

Ao longo da vida aprendemos diversas tarefas motoras, desde o simples levar a mão à boca ao mais complexo como dirigir. Com tantas tarefas a serem aprendidas, o cérebro precisa contar com uma de suas mais interessantes características: a plasticidade, que é a capacidade do cérebro de se adaptar a mudanças, sem a qual ele estaria fadado às funções com as quais ele nasce, e nada mais. Aprender, afinal, requer modificar o cérebro.

Mas o que exatamente acontece no cérebro durante o aprendizado? Pesquisadores dos Estados Unidos testaram o aprendizado motor em camundongos e constataram que ele leva a uma rápida formação de novas sinapses no cérebro de camundongos adolescentes e até adultos. O estudo foi publicado em novembro de 2009 na Nature.

Tonghui Xu e colegas, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, estudaram camundongos de 1 mês de idade – considerados adolescentes – e outros de mais de 4 meses de idade, já adultos. Os animais eram colocados em gaiolas onde aprendiam a alcançar sementes através de uma fenda. Menos de uma hora depois do aprendizado, já havia um número significativo de novas conexões formadas entre neurônios do córtex motor do lado do cérebro responsável pelos movimentos, mas não do outro lado, que não havia sido usado na tarefa. As novas conexões formadas, chamadas de espinhas dendríticas, conectam neurônios de diversas camadas do cérebro.

Fazendo a mesma tarefa, camundongos jovens ganharam mais conexões novas do que os adultos, sobretudo quando haviam aprendido melhor a tarefa, em comparação aos que falharam mais vezes no teste de alcançar as sementes.

Ao mesmo tempo em que o aprendizado leva à formação de novas sinapses, outras são perdidas: o resultado do aprendizado não é um aumento no número total de sinapses, mas uma mudança no conjunto de sinapses existentes. Em cerca de duas semanas, o número total de sinapses já está de volta aos níveis anteriores ao aprendizado – embora as sinapses agora sejam outras. Sinapses que já eram estáveis, que podem ser a base da memória motora duradoura, aparentemente não são perturbadas pelo aprendizado – o que ótimo: assim você não vai esquecer como andar de bicicleta se começar a fazer aulas de surfe.

A constatação da modificação rápida do cérebro com o aprendizado é interessante para pacientes que sofreram AVCs ou outras lesões: através da formação de novas sinapses, a prática com a fisioterapia pode ajudá-los a se recuperar mais rapidamente e quem sabe recobrar as funções perdidas, voltando a ter uma vida normal.

Xu e sua equipe mostram que o remodelamento estrutural das sinapses acontece quase imediatamente, ao contrário da hipótese anterior de que a formação de sinapses novas levaria dias para acontecer. Aprender, portanto, é mudar o cérebro – e na mesma hora. (SAC, 02/03/2010)

Fonte: Xu T, Yu X, Perlik AJ, Tobin WF, Zweig JA, Tennant K, Jones T, Zuo Y (2009) Rapid formation and selective stabilization of synapses for enduring motor memories, Nature 462, 915-9.

Sistema Nervoso

Função do Sistema Nervoso

      O sistema nervoso é responsável pelo ajustamento do organismo ao ambiente. Sua função é perceber e identificar as condições ambientais externas, bem como as condições reinantes dentro do próprio corpo e elaborar respostas que adaptem a essas condições.

      A unidade básica do sistema nervoso é a célula nervosa, denominada neurônio, que é uma célula extremamente estimulável; é capaz de perceber as mínimas variações que ocorrem em torno de si, reagindo com uma alteração elétrica que percorre sua membrana. Essa alteração elétrica é o impulso nervoso.

      As células nervosas estabelecem conexões entre si de tal maneira que um neurônio pode transmitir a outros os estímulos recebidos do ambiente, gerando uma reação em cadeia.

Neurônios: células nervosas

     Um neurônio típico apresenta três partes distintas: corpo celular, dentritos e axônio.

     No corpo celular, a parte mais volumosa da célula nervosa, se localiza o núcleo e a maioria das estruturas citoplasmáticas.

     Os dentritos (do grego dendron, árvore) são prolongamentos finos e geralmente ramificados que conduzem os estímulos captados do ambiente ou de outras células em direção ao corpo celular.

     O axônio é um prolongamento fino, geralmente mais longo que os dentritos, cuja função é transmitir para outras células os impulsos nervosos provenientes do corpo celular.

     Os corpos celulares dos neurônios estão concentrados no sistema nervoso central e também em pequenas estruturas globosas espalhadas pelo corpo, os gânglios nervosos. Os dentritos e o axônio, genericamente chamados fibras nervosas, estendem-se por todo o corpo, conectando os corpos celulares dos neurônios entre si e às células sensoriais, musculares e glandulares.

Células Glia

       Além dos neurônios, o sistema nervoso apresenta-se constituído pelas células glia, ou células gliais, cuja função é dar sustentação aos neurônios e auxiliar o seu funcionamento. As células da glia constituem cerca de metade do volume do nosso encéfalo. Há diversos tipos de células gliais. Os astrócitos, por exemplo, dispõem-se ao longo dos capilares sanguíneos do encéfalo, controlando a passagem de substâncias do sangue para as células do sistema nervoso. Os oligodendrócitos e as células de Schwann enrolam-se sobre os axônios de certos neurônios, formando envoltórios isolantes.

Impulso Nervoso

       A despolarização e a repolarização de um neurônio ocorrem devido as modificações na permeabilidade da membrana plasmática. Em um primeiro instante, abrem-se "portas de passagem" de Na+, permitindo a entrada de grande quantidade desses íons na célula. Com isso, aumenta a quantidade relativa de carga positiva na região interna na membrana, provocando sua despolarização. Em seguida abrem-se as "portas de passagem" de K+, permitindo a saída de grande quantidade desses íons. Com isso, o interior da membrana volta a ficar com excesso de cargas negativas (repolarização). A despolarização em uma região da membrana dura apenas cerca de 1,5 milésimo de segundo (ms).

      O estímulo provoca, assim, uma onda de despolarizações e repolarizações que se propaga ao longo da membrana plasmática do neurônio. Essa onda de propagação é o impulso nervoso, que se propaga em um único sentido na fibra nervosa. Dentritos sempre conduzem o impulso em direção ao corpo celular, por isso diz que o impulso nervoso no dentrito é celulípeto. O axônio por sua vez, conduz o impulso em direção às suas extremidades, isto é, para longe do corpo celular; por isso diz-se que o impulso nervoso no axônio é celulífugo.

       A velocidade de propagação do impulso nervoso na membrana de um neurônio varia entre 10cm/s e 1m/s. A propagação rápida dos impulsos nervosos é garantida pela presença da bainha de mielina que recobre as fibras nervosas. A bainha de mielina é constituída por camadas concêntricas de membranas plasmáticas de células da glia, principalmente células de Schwann. Entre as células gliais que envolvem o axônio existem pequenos espaços, os nódulos de Ranvier, onde a membrana do neurônio fica exposta.

      Nas fibras nervosas mielinizadas, o impulso nervoso, em vez de se propagar continuamente pela membrana do neurônio, pula diretamente de um nódulo de Ranvier para o outro. Nesses neurônios mielinizados, a velocidade de propagação do impulso pode atingir velocidades da ordem de 200m/s (ou 720km/h ).

Sistema Nervoso
Divisão	Partes	Funções gerais
Sistema nervoso central (SNC)	Encéfalo Medula espinal	Processamento e integração de informações
Sistema nervoso periférico (SNP)	Nervos Gânglios	Condução de informações entre órgãos receptores de estímulos, o SNC e órgãos efetuadores (músculos, glândulas...)

Sinapses: transmissão do impulso nervoso entre células

      Um impulso é transmitido de uma célula a outra através das sinapses (do grego synapsis, ação de juntar). A sinapse é uma região de contato muito próximo entre a extremidade do axônio de um neurônio e a superfície de outras células. Estas células podem ser tanto outros neurônios como células sensoriais, musculares ou glandulares.

      As terminações de um axônio podem estabelecer muitas sinapses simultâneas.

      Na maioria das sinapses nervosas, as membranas das células que fazem sinapses estão muito próximas, mas não se tocam. Há um pequeno espaço entre as membranas celulares (o espaço sináptico ou fenda sináptica).

      Quando os impulsos nervosos atingem as extremidades do axônio da célula pré-sináptica, ocorre liberação, nos espaços sinápticos, de substâncias químicas denominadas neurotransmissores ou mediadores químicos, que tem a capacidade de se combinar com receptores presentes na membrana das célula pós-sináptica, desencadeando o impulso nervoso. Esse tipo de sinapse, por envolver a participação de mediadores químicos, é chamado sinapse química.

      Os cientistas já identificaram mais de dez substâncias que atuam como neurotransmissores, como a acetilcolina, a adrenalina (ou epinefrina), a noradrenalina (ou norepinefrina), a dopamina e a serotonina.

Impulso Nervoso

Sinapses Neuromusculares

     A ligação entre as terminações axônicas e as células musculares é chamada sinapse neuromuscular e nela ocorre liberação da substância neurotransmissora acetilcolina que estimula a contração muscular.

Sinapses Elétricas

      Em alguns tipos de neurônios, o potencial de ação se propaga diretamente do neurônio pré-sináptico para o pós-sináptico, sem intermediação de neurotransmissores. As sinapses elétricas ocorrem no sistema nervoso central, atuando na sincronização de certos movimentos rápidos.

Reino Monera

          Os organismos pertencentes ao Reino Monera   (do grego moneres = único) são todos unicelulares ou quando muito coloniais, e apresentam células procarióticas.

         Podem ser encontrados em todos os meios, ar, água, solo ou mesmo no interior de outros organismos. Isto deve-se ao facto de estes organismos poderem suportar grandes pressões, temperaturas elevadas, concentrações osmóticas mortais para outros organismos e valores de pH radicais.

        Os procariontes dominam a biosfera, superando em número e massa todos os outros organismos, pelo que têm um enorme impacto colectivo na Terra. Embora muito pequenas (geralmente medem entre 1 a 10 mm, quando comparadas com as células eucarióticas que medem entre 10 e 100 mm), no mar chegam a formar 90% da massa total de organismos vivos e num grama de solo agrícola há em média 2,5 mil milhões de bactérias.

        Tal como os eucariontes com que partilham a Terra, todos os procariontes atuais são o resultado de milhões de anos de evolução, estando perfeitamente adaptados aos seus habitats, nenhum deles é “primitivo”.

         A célula bacteriana típica apresenta as seguintes características:

·                     Cápsula – algumas bactérias segregam uma substância mucilaginosa por fora da parede celular, cuja presença ajuda na sua proteção. 

·                     Parede celular – estrutura que dá forma, suporte e proteção à célula. 

·                     Flagelos – quando as bactérias são capazes de movimento, este geralmente decorre da presença de um ou mais flagelos de estrutura simples, constituídos exclusivamente por flagelina.

               Material genético – composto por uma simples molécula de DNA circular, sem proteínas, localizado numa zona do citoplasma, não envolvida por membrana, designada nucleóide. Além do cromossoma bacteriano, muitas bactérias possuem plasmídeos, pequenos anéis de DNA soltos no citoplasma, contendo um ou dois genes, geralmente codificando a resistência a antibióticos ou reações metabólicas invulgares.

         As bactérias podem ser heterotróficas (realizando absorção) ou autotróficas (realizando fotossíntese ou quimiossíntese). Além disso, podem degradar matéria orgânica morta e parasitar outros organismos por exemplo.

        De acordo a presença de O₂ no meio, estes organismos podem ser:

·                     Aeróbios obrigatórios – utilizam O₂ no metabolismo;

·                     Anaeróbios obrigatórios – morrem em presença de O_2;

·                     Aeróbios facultativos – quando existe O₂ no meio podem utilizá-lo mas na sua ausência, estes organismos não morrem.

     As formas físicas das bactérias podem ser de quatro tipos: cocos, bacilos, vibriões, e espirilos. 

         A reprodução das bactérias ocorre de forma assexuada e sexuada. A assexuada é a mais comum, feita por bipartição, onde a célula bacteriana cresce, têm seu material genético duplicado, e então, a célula se divide, dando origem a outra bactéria, geneticamente igual à outra. A forma sexuada é pode ser realizada de três formas: conjugação, que consiste em uma bactéria transferir material genético para outra, e vice-versa; transdução: é a troca de genes feita através de um vírus, que invade uma célula, incorpora seu material genético, e o transmite para outras células; transformação: as bactérias podem incorporar ao seu DNA fragmentos de materiais genéticos dispersos no ambiente.

       As bactérias também podem originar esporos, em condições ambientes desfavoráveis à reprodução (altas ou baixas temperaturas, presença de substâncias tóxicas, etc). Eles são pequenas células bacterianas, com uma parede celular espessa, pouca água e um material genético. Elas são capazes de ficarem milhares de anos nestes ambientes, esperando por uma condição do ambiente melhor.