O cérebro humano, sem dúvida o que mais tem sido estudado e, no entanto, provavelmente o menos compreendido pesa cerca de 1,5 Kg, sendo composto principalmente por água (como o resto do nosso corpo) e tem a consistência de um pudim. Apesar da sua aparência pouco impressionante, a sua complexidade excede a de qualquer outro órgão conhecido.

Todo o sistema nervoso central está protegido por estruturas ósseas e membranares. O encéfalo está protegido pela caixa craniana e a medula espinal pela coluna vertebral. Ambos estão envolvidos por membranas designadas meninges e por um líquido cefalorraquidiano.

As meninges são membranas de tecido conjuntivo, podendo ser identificadas três, de fora para dentro:

• dura-máter - a mais externa, é espessa, dura e fibrosa, protegendo o tecido nervoso do ponto de vista mecânico. Não apresenta irrigação sanguínea. Na zona do crânio está aderente aos ossos, enquanto na coluna vertebral é deles separada por uma camada de gordura;

• aracnóide - com localização intermédia, esta é a mais fina das meninges e também não é irrigada pelo sangue. Esta é a membrana responsável pela produção do líquido cefalorraquidiano, que banha todas as cavidades do S.N.C., protegendo de pancadas e permitindo a distribuição da pressão e impedindo a fricção com os ossos;

• pia-máter - a membrana mais interna, é também muito fina e aderente a todas as voltas do S.N.C. Esta é a única membrana vascularizada, sendo a responsável pela barreira sangue-cérebro. 

Durante as primeiras fases do desenvolvimento embrionário de todos os vertebrados forma-se o tubo neural, oco e que corre ao longo de toda a zona dorsal do embrião. Na sua parte anterior, o tubo forma três vesículas, que se tornarão as divisões básicas do encéfalo: encéfalo anterior, médio e posterior. O resto do tubo neural forma a espinal medula. Os nervos cranianos e espinais, que irão originar o sistema nervoso periférico, crescem através das células do embrião a partir do sistema nervoso central.

Considera-se que as funções mais primitivas ou básicas estão localizadas mais atrás ou abaixo no tubo neural em desenvolvimento, enquanto as chamadas funções superiores, mais complexas e evoluídas se localizam anteriormente.

Estas três regiões principais do encéfalo embrionário irão desenvolver-se em diferentes estruturas do encéfalo adulto: 

• encéfalo posterior - também designado metencéfalo, origina as seguintes zonas, consideradas de funções básicas:

  • bolbo raquidiano - contínuo com a espinal medula, contém grupos de neurónios especializados no controlo de funções fisiológicas, como a respiração e circulação, ou funções motoras básicas, como engolir ou vomitar;

   

  • ponte de Varólio - imediatamente anterior o bolbo raquidiano, as suas funções são muito semelhantes às do bolbo raquidiano, do qual não é mais que uma continuação. Toda a informação nervoso proveniente da espinal medula atravessa estas duas zonas do encéfalo;

   

  • cerebelo - uma zona dorsal de crescimento maior, a partir da ponte de Varólio, e funciona um pouco como um maestro, recebendo cópias das ordens enviadas aos músculos pelo cérebro e informações vindas dos músculos e articulações. Pode, assim, comparar os comandos com os efeitos motores obtidos, "afinando" as ordens do cérebro para uma melhor actuação motora;

   

• encéfalo médio - também designado mesencéfalo, origina zonas, que processam informação sensorial (visual e auditiva), além de serem intermediárias entre as zonas do encéfalo posterior e medula e áreas superiores do encéfalo:

  • pedúnculos cerebrais - ligam a ponte de Varólio ao encéfalo anterior, mais exactamente aos hemisférios cerebrais;

   

  • tubérculos quadrigémeos - localizados imediatamente atrás dos pedúnculos cerebrais, coordenam as informações visuais, tácteis e auditivas, que envia depois para o encéfalo anterior, mais exactamente para o tálamo;

   

• encéfalo anterior - origina as seguintes zonas, envolvidas nas funções consideradas superiores:

  • diencéfalo - zona central do encéfalo médio, composta por uma estrutura superior - tálamo - e uma inferior - hipotálamo. O tálamo é o receptor da informação sensorial enviada para o telencéfalo, enquanto o hipotálamo regula numerosas funções fisiológicas (regulação das condições do meio interno do corpo) e "apetites" biológicos (dor, prazer, sexo, etc.) através da regulação hormonal;

   

  • telencéfalo - zona que rodeia o diencéfalo e é composta pelos dois hemisférios cerebrais, que em conjunto se designam cérebro. Nos seres humanos e alguns outros mamíferos considerados inteligentes, o telencéfalo é, de longe, a zona mais desenvolvida do encéfalo e é fundamental para a interpretação sensorial, aprendizagem, memória e comportamento consciente.           

A espinal medula conduz a informação, nos dois sentidos, entre o encéfalo e os órgãos do corpo. Integra grandes quantidades de informação provinda do sistema nervoso periférico, respondendo-lhe com comandos motores.

A conversão de informação aferente em eferente a nível da medula é designada reflexo medular ou espinal, como o reflexo do joelho.

À medida que se progride na filogenia dos vertebrados, dos peixes aos mamíferos, o telencéfalo aumenta, tanto em tamanho como em importância. O encéfalo anterior domina o sistema nervoso dos mamíferos e danos nesta zona resultam em deficiências muito graves a nível das funções sensoriais, motoras e cognitivas ou mesmo em coma. Pelo contrário, um tubarão a que seja removido o telencéfalo continua a nadar quase normalmente.

Nas aves e mamíferos, as estruturas simples e algo primitivas do diencéfalo estão totalmente cobertas pelas circunvoluções do telencéfalo, designado neocórtex. No entanto, tal não significa que as zonas mais antigas do encéfalo anterior não tenham importantes funções actualmente, sendo designadas, no seu conjunto, por sistema límbico.

O sistema límbico é responsável por impulsos fisiológicos básicos e emoções. No seu interior existem áreas que, quando estimuladas, causam sensações intensas de prazer, dor ou raiva. Estes centros parecem importantes na condução de comportamentos de aprendizagem e mesmo fisiológicos. No caso humano, uma parte do sistema límbico, o hipocampo, é fundamental na transferência de memórias a curto prazo para a memória a longo prazo.

Os hemisférios cerebrais são as estruturas dominantes do encéfalo de um mamífero e no caso humano estão de tal forma desenvolvidos que cobrem todas as restantes estruturas, com excepção do cerebelo.

Uma camada da chamada massa cinzenta - córtex cerebral - cobre cada hemisfério. O córtex tem cerca de 4 mm de espessura e, no total do cérebro, tem uma área de cerca de 1 m². Encontra-se profundamente pregueado e dobrado sobre si próprio, formando circunvoluções e sulcos, o que lhe permite um aumento de área num espaço limitado como é a caixa craniana. Abaixo do córtex cerebral encontra-se a massa branca, formada pelos axónios das células que formam o córtex, que ligam não só cada uma dessas células entre si mas também a outras partes do encéfalo.

As funções do córtex cerebral são variadas, algumas fáceis de identificar (recepção e processamento da informação sensorial, por exemplo) mas a grande maioria não é tão fácil, envolvendo processamento de informação a alta nível - córtex associativo. Para melhor entender as diferentes funções do córtex ajuda que este seja dividido em zonas, designadas lobos. Existem, em cada hemisfério, quatro lobos:

• lobo temporal - a zona superior deste lobo recebe e processa informação auditiva. As áreas associativas do lobo temporal estão envolvidas no reconhecimento, identificação e nomeação dos objectos. Danos neste lobo causam deficiências em que o indivíduo se apercebem dos estímulos mas não os conseguem identificar. Algumas destas deficiências podem ser altamente específicas, como a incapacidade de reconhecer faces (mesmo que se possa reconhecer a pessoa através de outras características, como a voz) ou entender a linguagem falada (embora não existam problemas a nível escrito ou na fala);

• lobo frontal - uma zona imediatamente em frente do sulco central do lobo frontal corresponde ao córtex motor primário. Os neurónios desta região têm axónios que se prolongam até músculos de zonas específicas do corpo. Essas partes do corpo podem ser mapeadas no córtex, desde a cabeça na parte inferior às partes inferiores do corpo no topo. Áreas com controlo motor fino, como a face ou as mãos, estão maiores nessas representações, designadas homúnculos. A estimulação de um neurónio do córtex motor resulta num movimento brusco da parte do corpo correspondente, não num movimento complexo e coordenado. As funções associativas do lobo frontal estão relacionadas com o planeamento. Danos a este nível causam perturbações de personalidade;

• lobo parietal - os lobos frontal e parietal estão separados por um sulco profundo, designado sulco central. A zona do lobo parietal imediatamente atrás do sulco central é o córtex somato-sensorial primário. Esta área recebe informação, através do tálamo, sobre o toque e a pressão. Toda a superfície do corpo está representada neste córtex (cabeça dos lados e pernas no topo, como se pode ver na figura acima) e as áreas com maior quantidade de neurónios sensoriais e capazes de maior resolução sensorial (dedos das mãos e lábios, por exemplo) têm uma representação proporcionalmente maior. A nível associativo, o lobo parietal está encarregue de reagir a estímulos complexos. Danos nesta zona do cérebro levam os indivíduos a ignorar estímulos provindos de um dos lados do corpo ou de um dos olhos, por exemplo. Assim, estes indivíduos têm dificuldade em realizar tarefas complexas como vestir-se sozinhos, por exemplo. O córtex parietal não simétrico no seu papel em relação à atenção, facto que é relativamente comum em estruturas cerebrais;

• lobo occipital - este lobo recebe e processa informação visual. As áreas associativas estão relacionadas com a interpretação do mundo visual e do transporte da experiência visual para linguagem falada. Danos neste lobo podem causar deficiências muito específicas, como por exemplo, não ser capaz de detectar movimento numa imagem.

Se se considerar apenas os cérebros dos mamíferos, nota-se um enorme aumento de tamanho e complexidade do cérebro, quando se compara animais como os roedores (com comportamentos relativamente simples) e os primatas (com comportamentos muito mais complexos).

O aumento mais dramático nas dimensões do cérebro ocorreu nos últimos milhões de anos da evolução humana. As capacidades extraordinárias do Homo sapiens estão associadas a um aumento do córtex cerebral. O Homem não tem o maior cérebro do reino animal, elefantes, baleias e golfinhos têm cérebros maiores em massa. Mas se compararmos igualmente o tamanho do corpo, Homem e golfinhos estão nitidamente no topo da lista. 

O Homem tem a maior razão tamanho do cérebro/tamanho do corpo e também de córtex associativo/córtex motor e sensorial primários, reflectindo capacidades de comportamento e intelectuais acrescidas. 

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