TEORIA NEURAL DA LINGUAGEM

Prof. Paulo H. Duque

LINGUAGEM COMO FUNÇÃO SUPRAMODAL (SÍMBOLO)

vs

LINGUAGEM COMO FUNÇÃO MULTIMODAL

Paul Broca (1861) Karl Wernicke (1900) Camillo Golgi (1900)

Donald Olding Hebb (1950) Eric Richard Kandel (1970) António Damásio (2000)

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LINGUAGEM COMO FUNÇÃO SUPRAMODAL DO CÉREBRO

Continuamente somos submetidos a perturbações externas e somos forçados a compensar essas perturbações. Logo, a informação não é pré-estabelecida como ordem intrínseca, mas como ordem que emerge das próprias atividades cognitivas.

Usamos substratos neurais tanto para a ação quanto para a percepção. As modalidades de ação e percepção são integradas no sistema sensório-motor em si e não via áreas de associação de níveis mais altos.

LINGUAGEM COMO FUNÇÃO MULTIMODAL DO CÉREBRO3

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córtex pré-motorcórtex motorcórtex pré-frontal

ações e movimentosações e movimentos

sequências de sequências de movimentosmovimentos

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córtex visual subáreas que processam os dados visuais recebidos do exterior:subáreas que processam os dados visuais recebidos do exterior:cor – movimento – profundidade - distânciacor – movimento – profundidade - distância

área visual primáriaárea visual primáriaárea visual secundáriaárea visual secundária

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córtex auditivo estímulos auditivosestímulos auditivos

área auditiva primáriaárea auditiva primáriaárea auditiva secundáriaárea auditiva secundária

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córtex somatossensorial Localização do corpo no espaçoLocalização do corpo no espaço

recebe a sensaçãorecebe a sensação

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WERNICKE9

WERNICKEBROCA10

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Os neurônios do embrião buscam reforço de alimento. Como resultado, começam a formar associações Hebbianas, agrupando-se em clusters neuronais.

Estes clusters de neurônios agem como organismos estimulados pela busca de nutrição, e competem uns com os outros à medida que migram pelo tubo neural para os órgãos dos sentidos emergentes.

Neurônios passam a variar de padrões físicos de mapeamento das modalidades sensoriais.

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PARAMETRIZAÇÃO NEURAL

Todas as ações, percepções e simulações fazem uso de parâmetros neurais e valores.

Por exemplo, a ação de alcançar um objeto faz uso do parâmetro neural de direção; a ação de pegar um objeto faz uso do parâmetro neural de força.

Os mesmos valores que caracterizam a estrutura interna de ações e simulações de ações também caracterizam a estrutura interna de conceitos de ações.

direção

força

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Normalmente pessoas manipulam coisas. Por isso, muitas ações são equipadas com o parâmetro agentividade.

alguém age sobre alguma coisa se movimentaalguma coisa

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O disparo de um agrupamento de neurônios é um parâmetro neural e as frequências (baixa, média ou alta) dos disparos são os valores do parâmetro neural.

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A conversão de estímulos de pressão, temperatura e dor em tato utiliza respectivamente mecanoceptores, termorreceptores e nociceptores.

As áreas táteis desenvolvem mapas somáticos para a dor e o tato ao longo das extremidades e, mais tarde, mapas somatomotores para desenvolver músculos distribuídos entre os membros.

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A conversão de estímulos químicos em paladar e olfato requer quimiorreceptores.

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A conversão de estímulos de vibração sonora em audição requer mecanoceptores. Sensação de equilíbrio.

Áreas auditivas desenvolvem mapeamentos que indicam aumento de freqüência e de volume

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A conversão do estímulo luminoso em visão requer fotorreceptores.

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O PERCURSO DA PERCEPÇÃO VISUAL

conesbastonetes

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O PERCURSO DA PERCEPÇÃO VISUAL

1. Reconhece linhas em orientações específicas

CorTipo de objeto

DistânciaDireção

Localização

Amígdala – agressividade/ afeiçãoHipocampo – memória de longo termoTronco cerebral – vigília/sonoTegmental ventral – recompensa/ prazerConexões com a área pré-frontal (movimento)

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Se o sistema visual e o sistema motor do cérebro estão envolvidos na linguagem e no pensamento, então como é possível que pessoas portadoras de cegueira congênita e paraplégicos congênitos produzam e compreendem enunciados? A origem da deficiência visual A origem da deficiência visual

se localiza entre a retina e se localiza entre a retina e córtex visual primário. O córtex visual primário. O restante do sistema visual (que restante do sistema visual (que ocupa mais de 1/3 do cérebro) ocupa mais de 1/3 do cérebro) permanece intacto. permanece intacto.

O sistema visual está integrado com o O sistema visual está integrado com o sistema motor, tanto que o sistema motor, tanto que o inputinput motor motor pode ser usado para construir a pode ser usado para construir a imaginação mental visual sem imaginação mental visual sem necessidade de necessidade de inputsinputs originados na originados na retina.retina.

Pessoas com deficiência congênita de um Pessoas com deficiência congênita de um membro, ativam o córtex pré-motor membro, ativam o córtex pré-motor quando geram experiências de membros quando geram experiências de membros fantasmas. Muito da atividade do sistema fantasmas. Muito da atividade do sistema motor consiste de simulação mental, que motor consiste de simulação mental, que é realizada sem membros.é realizada sem membros.

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Geração e controle de ações

Área associativa de integração de informação sensória de várias partes do corpo

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Evidências convergentes das neurociências cognitivas passaram a estabelecer a base neural do esquemas imagéticos enquanto padrões dinâmicos de ativação compartilhados entre circuitos neurais dos córtex somatossensorial, pré-motor, motor e pré-frontal.

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Os principais circuitos parieto-frontais envolvidos na execução e reconhecimento de ações dirigidas a objetos são VIP-F4, AIP-F5 e PF-F5.

córtex motor córtex parietal posterior córtex intraparietal 25

PRINCIPAIS ÁREAS ENVOLVIDAS COM AÇÕES DIRIGIDAS A OBJETOS

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A ÁREA MOTORA F5:DOIS SETORES PRINCIPAIS F5AB E F5C

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CIRCUITOS PRINCIPAIS TRABALHANDO EM PARALELO

Circuito VIP-F4 Codificação peripessoal de espaço e de movimentos dos braços.

Circuito AIP-F5ab Codificação de affordances dos objetos e nos movimentos das mãos.

Circuito PF-F5cReconhecimento de ações direcionadas a objetos.

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CIRCUITO VIP-F4

Área VIP

Recebe informação visual e somatossensorial.

Os neurônios desta área podem ser categorizados em duas classes:

• Neurônios exclusivamente visuais (unimodais)

Seletivos a estímulos visuais, podendo permanecer ativados durante a expansão ou a contração de estímulos visuais ou ser muito seletivos em relação à direção e velocidade de estímulos em movimento. • Neurônios visuais e táteis (bimodais)

Respondem de forma separada a estímulos visuais ou táteis. Os campos receptivos visuais (Receptive Fields - RFs) são localizados em partes do campo de visão que correspondem a RFs táteis.

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A área VIP é fortemente conectada à área motora F4.

Experimentos de microestímulos mostraram que na área F4, são executados movimentos do braço, do pescoço, do rosto e da boca.

Muitos neurônios disparam durante movimentos em direção ao corpo ou movimentos para fora do corpo, mas não disparam diante de movimentos distantes.

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CIRCUITO AIP-F5AB

Os neurônios da área AIP (Anterior Intra Parietal) foram estudados em macacos treinados para alcançar e pegar objetos de diferentes tamanhos e formas.

Os experimentos foram realizados sob claridade e sob escuridão.

Muitos neurônios AIP disparam durante a ação de pegar objetos específicos e sua atividade é principalmente direcionada aos movimentos da mão e dos dedos e não aos movimentos do braço nem à posição do objeto no espaço.

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Tipos de neurônios na área AIP

NEURÔNIOS PREDOMINANTEMENTE MOTORES

Muitos neurônios disparam durante a fixação em objetos, mesmo quando a fixação não é seguida de um movimento de pegar subsequente.

NEURÔNIOS VISUAIS E MOTORES AO MESMO TEMPO

Um neurônio que dispara durante a fixação em um objeto pequeno, dispara também durante movimentos precisos normalmente usados para pegar objetos pequenos.

NEURÔNIOS PREDOMINANTEMENTE VISUAIS

Disparam vigorosamente apenas quando o estímulo está visível.

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A área AIP é conectada fortemente com a área motora F5ab onde os neurônios disparam durante objetivos específicos direcionados para ações realizadas com a mão, boca ou os dois.

De acordo com a ativação, os neurônios F5ab foram divididos em várias classes. Dentre elas, as mais executadas são: pegar, segurar, rasgar e manipular.

Muitos neurônios de “pegar” codificam tipos específicos de pressão da mão, tais como, por exemplo, aderência da pressãoaderência da pressão, pressão da mão como um todopressão da mão como um todo, pressão dos dedospressão dos dedos. .

A relação temporal do disparo do neurônio com movimentos da mão muda de neurônio a neurônio. Alguns neurônios disparam durante a última etapa do ato de pegarúltima etapa do ato de pegar, outros começam a disparar na abertura do dedo abertura do dedo e continuam a disparar durante o fechamento do dedoo fechamento do dedo, outros são ativados em avanço da abertura e movimentos do dedo avanço da abertura e movimentos do dedo (Rizzolatti et al., 1988).

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A área F5ab pode ser agrupada em diferentes subconjuntos, cada um responsável por diferentes aspectos da segmentação temporal do movimento (Rizzolatti et al., 1988, 1996).

Às vezes, há também especificidade dentro do tipo geral de aperto. Por exemplo, considerando a pegada usando a mão inteira, que exige a oposição de todos os dedos, é codificada por neurônios diferentes daqueles que codificam a pressão que requer a oposição de todos os dedos com relação ao polegar.

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na ÁREA F5AB estão localizados neurônios canônicos.

Os neurônios canônicos disparam durante a execução de uma ação dirigida a um objeto e na apresentação visual de um objeto a que a ação vai ser direcionada.

Normalmente há uma congruência entre a ação codificada por um dado neurônio canônico e o objeto observado que é capaz de evocar o disparo visual naquele neurônio.

Por exemplo, um neurônio canônico que codifica, no músculo, uma precisão de pegada também é ativado quando o macaco olha para uma bola pequena (porque uma pequena bola é normalmente apanhada com um movimento preciso).

Toda vez que um objeto que pode ser pego é apresentado visualmente, os neurônios canônicos F5 deduzem a ação adequada (FADIGA ET AL., 2000). 35

A descrição de um objeto possivelmente em termos de seus affordances (MURATA et al., 1997; TESSITORE et al.,2009) é realizado no AIP e então é transmitido para o F5ab, onde diferentes tipos de ações são codificadas (MURATA et al., 1997).

Forte suporte para um papel crucial do circuito AIP-F5ab na transformação viso-motora foi oferecida recentemente por estudos em que as duas áreas foram inativadas separadamente e o macaco teria de realizar movimentos de pegar (FOGASSI et al. 2001).

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CIRCUITO PF-F5C

Este circuito desempenha um papel

crucial na transformação de

propriedades intrínsecas do objeto

em movimentos apropriados da mão (JEANNEROD et al.,

1995).

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Os neurônios viso-motores da área F5c são os neurônios espelho, que disparam em duas situações:

a)quando o macaco executa uma ação direcionada a um objeto e b)quando o macaco observa outro indivíduo (macaco ou humano) executando uma ação semelhante.

Para dispararem a partir de estímulos visuais, os neurônios-espelho exigem uma interação entre um efetor biológico (ex.: mão ou boca) e um objeto.

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CONCLUSÕES

Temos um corpo emergente de provas convincentes de que a construção do sentido se dá por meio de esquemas imagéticos localizados nas mesmas áreas corticais que mapeiam atividades sensório-motoras.

Com estímulos linguísticos devidamente projetados, mapeamentos corticais sensório-motores primários e secundários são acionados. Mais especificamente, termos de movimento acionam mapeamentos de movimento, termos de cor acionam áreas do mapeamento de cores, e termos que designam objetos acionam áreas de mapeamentos de referência.

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Langacker argumenta que as relações gramaticais são derivadas de relações espaciais (Langacker 1987), na verdade ele originalmente chamou sua gramática cognitiva de gramática do 'espaço’.

Suas propostas se refletem nas regiões do cérebro conhecidas por estarem envolvidas no mapeamento neural do movimento espacial. Por exemplo, a noção de aspecto e tempo é acionada a partir de áreas do mapeamento do movimento por construções como “Henrique está indo para a sala de aula" vs “Henrique foi para a sala de aula“.

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As evidências convergentes, até agora, para a participação do córtex sensório-motor no processamento da linguagem.

A evidência neurocognitiva mais recente mostra que sempre que temos idéias, estamos realizando simulações esquemático-imagéticas que ocorrem no córtex sensório-motor.

Além disso, pesquisas recentes evidenciam que o significado é corporificado e está amplamente distribuído por todo o cérebro e não localizado em 'áreas de linguagem’ específicas.

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