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Colunas / Bilhões de neurônios

A educação muda o cérebro

Será possível aplicar os avanços da neurociência para melhorar o sistema educacional? Em sua coluna, Roberto Lent discute essa questão a partir de resultados recentes que mostraram a existência de mecanismos cerebrais envolvidos com a aprendizagem.

Por: Roberto Lent

Publicado em 30/04/2010 | Atualizado em 30/04/2010

A educação muda o cérebro

O cérebro é como um computador que se reorganiza em resposta ao ambiente (foto: iStockphoto).

Nos últimos dez anos, uma profunda transformação conceitual ocorreu na neurociência: caiu por terra a ideia de que o nosso cérebro é todo formado durante a vida embrionária, nada mais restando após o nascimento senão aproveitar as nossas capacidades congênitas para aprimorá-las.

Essa concepção conservadora do cérebro como um órgão rígido, pré-formado sob estrita ordenação genética, agride o senso comum, mas possivelmente se cristalizou no século 20 pela grande influência de Santiago Ramón y Cajal (1832-1934), pesquisador espanhol que estabeleceu a doutrina do neurônio como unidade básica do sistema nervoso.

Cajal analisou ao microscópio – e revelou ao mundo por meio de belíssimas ilustrações a bico de pena que ele mesmo fazia –¬ milhares de neurônios de variadas formas, e centenas de circuitos neurais de diferentes composições, em cérebros de diversas espécies de animais, inclusive humanos.

Dotado de forte espírito imaginativo, Cajal viu além das formas que desenhou, propondo mecanismos e funções para os neurônios e seus circuitos. Apesar disso, via formas, mapas, circuitos. Talvez por essa razão, opinou sempre que o sistema nervoso adulto seria rígido e invariante. Um paradoxo, tendo em vista a grande flexibilidade comportamental e cognitiva de que somos todos dotados.

Novas técnicas revelaram o funcionamento dinâmico dos circuitos neurais dentro do cérebro vivo

A segunda metade do século 20, entretanto, trouxe novas técnicas capazes de revelar não apenas o mapa dos circuitos neurais, mas seu funcionamento dinâmico, dentro do cérebro vivo, no animal ou na própria pessoa em plena ação. Foi possível registrar os sinais emitidos por neurônios isolados, grupos de neurônios ou regiões inteiras do cérebro, relacionados a funções corporais, comportamentos e até sensações, sentimentos e operações cognitivas.

Neurônios por Ramón y Cajal
A ilustração A é um dos desenhos originais de Cajal, baseados em neurônios reais impregnados com prata, como se vê na foto B, tirada por Janaína Brusco, da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, em Ribeirão Preto.

O cérebro mutante

Resultou desse esforço de pesquisa uma nova concepção: o cérebro é mutante, e não estático! Responde aos estímulos ambientais não apenas com operações funcionais imediatas, mas também com alterações de longa duração, algumas das quais podem se tornar permanentes. Emergiu o conceito de neuroplasticidade, que sintetiza essa capacidade dinâmica, mutante, transformadora.

A neuroplasticidade implica mudanças na transmissão de informações entre os neurônios, tornando alguns mais ativos, outros menos, de acordo com as necessidades impostas pelo ambiente externo e pelas próprias operações mentais.

Ao conversar com alguém, é preciso que você mantenha na sua memória por algum tempo as frases que emitiu e os assuntos que abordou. No dia seguinte, talvez isso não seja tão necessário. Essa é a chamada memória operacional, de curta duração, baseada apenas na persistência das informações nos circuitos neurais durante minutos ou horas. Os informatas a chamariam de memória RAM do cérebro.

O hardware cerebral se modifica com o treinamento e a aprendizado

Fenômenos neuroplásticos mais duradouros ocorrem com o treinamento e a aprendizagem. Nesses casos, os circuitos neurais envolvidos tornam-se fortes e permanentes. O hardware cerebral se modifica, com a emergência de novos circuitos entre os neurônios e o fortalecimento daqueles mais utilizados.

A informação obtida persistirá durante muito tempo, às vezes durante toda uma vida. Quem não lembra até a morte o nome de sua mãe, a data do seu aniversário, o primeiro beijo apaixonado, ou como andar de bicicleta e amarrar o sapato?

Neuroplasticidade e educação

Se o cérebro é plástico, mutável, como poderíamos aplicar esse conceito na educação? Não é a educação a prática social que objetiva mudar as pessoas, capacitá-las a realizar tarefas e comportamentos, ensiná-las a executar operações mentais sofisticadas e complexas e viver em sociedade segundo normas vantajosas para a coletividade? Mudar as pessoas é mudar o seu cérebro. Sendo assim, existiria uma ciência da educação? Neuroeducação? Em outras palavras: de que modo os avanços da neurociência poderiam ser aplicados na educação?

Muitos neurocientistas trabalham para esclarecer e viabilizar essa possibilidade, e já aparecem alguns resultados de pesquisa que nos autorizam a pensar em mecanismos cerebrais específicos envolvidos com os diversos aspectos relevantes para a educação.

Resultados recentes sugerem que há mecanismos cerebrais específicos envolvidos com a aprendizagem

Há poucos meses, a Fundação Dana, uma organização privada norte-americana dedicada a apoiar a ciência, a saúde e a educação, com ênfase particular na neurociência, lançou o número de 2010 de Cerebrum, um livro anual que debate os avanços e perspectivas dessa disciplina. Nessa edição, sobressai uma interessante discussão com vários especialistas sobre as relações entre as ciências do cérebro e a educação. Dentre os resultados relatados e discutidos nesse livro, dois me chamaram a atenção.

O primeiro refere-se ao processo conhecido como transferência próxima. São experimentos realizados por um grupo de neurocientistas liderados por Gottfried Schlaug e Krista Hyde, do Instituto de Neurologia de Montreal, no Canadá, e da Universidade Harvard, nos Estados Unidos.

O grupo de pesquisadores acompanhou durante 15 meses crianças de 6 anos de idade sob treinamento musical, comparadas a outras sem essa atividade. Mesmo nesse curto período foi possível detectar alterações cerebrais estruturais nas regiões motoras envolvidas com os instrumentos musicais empregados (teclados), nas regiões auditivas e no circuito de integração entre os dois hemisférios cerebrais.

Influência do treinamento musical no cérebro
As regiões apontadas pelas setas são aquelas que se modificam nas crianças sob treinamento musical durante 15 meses. À esquerda a área motora, à direita a área auditiva. Modificado de Hyde e colaboradores (2009).

A neuroplasticidade estrutural no cérebro de músicos adultos já havia sido demonstrada anteriormente, mas persistia a dúvida sobre se o fenômeno era causado pelo treinamento ou se esses indivíduos eram previamente dotados de maior volume cortical nas regiões associadas ao processamento musical. No experimento do grupo norte-americano, isso ficou esclarecido, pois o estudo comparou as imagens obtidas antes e depois de um treinamento musical de 15 meses.

O termo transferência próxima, utilizado acima, pode agora ser entendido: refere-se ao efeito do treinamento sobre regiões funcionais relacionadas à função aprendida. Nesse caso, as regiões motoras e auditivas são obviamente relacionadas à aprendizagem musical.

O segundo grupo de resultados é mais impressionante, mas menos bem documentado cientificamente. Aborda um processo mais sofisticado chamado transferência distante. Aqui, a influência do treinamento (educação) se dá sobre funções menos relacionadas (distantes).

O treinamento focalizado em música, dança ou teatro poderia fortalecer o sistema atencional do cérebro

Uma avaliação do estado-da-arte nesse aspecto da neuroplasticidade foi feita em Cerebrum 2010 por Michael Posner, professor emérito da Universidade de Oregon, e especialista nos mecanismos neurobiológicos da atenção.

O sistema em questão, neste caso, é o sistema atencional do cérebro, por meio do qual somos capazes de focalizar nossas operações cognitivas sobre um único alvo, e desse modo realizá-las de forma mais eficiente.

A ideia subjacente é que o treinamento focalizado em uma forma de arte que atraia fortemente o interesse de uma criança – música, dança, teatro – fortaleceria o sistema atencional do cérebro, repercutindo positivamente na cognição em geral. Para aprender, é preciso prestar atenção. E pode-se aprender a prestar atenção.

 

Efeito Mozart

O efeito Mozart
O “efeito Mozart” não foi reproduzido pela comunidade científica. Não deve ter ajudado nem o próprio... (montagem a partir de retrato de Mozart pintado em 1819 por Barbara Krafft).

Um primeiro experimento feito com essa perspectiva foi publicado em 1993 na revista Nature, e ficou conhecido como “efeito Mozart”. Os autores do estudo sustentaram que estudantes universitários expostos à música erudita por breves períodos de tempo (Mozart, especialmente) melhoravam suas habilidades de raciocínio espacial, também temporariamente. Os resultados causaram sensação, na época, mas jamais foram reproduzidos por grupos independentes de pesquisadores.

Mais recentemente, as tentativas de reproduzir esse efeito empregaram tempos maiores de exposição e treinamento musical ativo. Neste caso, alguns resultados mais animadores começaram a aparecer. Em 2004, o grupo de E. Glenn Schellenberg, da Universidade de Toronto (Canadá) relatou que crianças participantes de um programa de treinamento musical durante um ano apresentavam um aumento do seu QI, em comparação com crianças que não participaram do treinamento.

É verdade que o QI costuma ser criticado como medida comparativa da inteligência. No entanto, no estudo em questão, o mesmo teste era realizado longitudinalmente nas mesmas crianças, antes e depois do treinamento.

A transferência distante ainda é um fenômeno mal demonstrado, e a busca por demonstrá-lo atrai o interesse dos neurocientistas e psicólogos, pela sua óbvia repercussão em educação.

Será que chegaremos algum dia a poder orientar os sistemas educacionais segundo princípios científicos, mais do que segundo a nossa intuição de pais e professores?

Roberto Lent
Instituto de Ciências Biomédicas
Universidade Federal do Rio de Janeiro
      

Sugestões para leitura:

F.H. Rauscher e colaboradores (1993) Music and spatial task performance. Nature vol. 365: p. 611.

E.G. Schellenberg (2004) Music lessons enhance IQ. Psychological Science vol. 15: pp.511-514.

K.L. Hyde e colaboradores (2009) Musical training shapes structural brain development. Journal of Neuroscience, vol. 29: pp.3019-3025.

Dana Foundation (2010) Cerebrum. Emerging ideas in brain science. Nova York: Dana Press, 222 pp.

M. Posner e B. Patoine (2010) How arts training improves attention and cognition. In Cerebrum 2010, pp. 12-22.
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Conheça o colunista

Roberto Lent

A coluna Bilhões de neurônios foi publicada na CH On-line entre abril de 2006 e dezembro de 2010. Era mantida pelo neurocientista Roberto Lent, professor da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Visite o arquivo com todos os textos publicados. Uma seleção deles foi reunida no livro Sobre neurônios, cérebros e pessoas, lançado em 2011 pela Editora Atheneu.

Quantos bilhões, afinal?

Até outubro de 2009, a coluna de Roberto Lent se chamava Cem bilhões de neurônios, pois essa era a quantidade estimada para o cérebro humano. O nome era usado também no livro de referência de neurociência escrito por Lent. Com a reformulação editorial da CH On-line, o nome da coluna mudou, inspirado em um estudo conduzido pelo colunista que concluiu que o cérebro humano tem cerca de 86 bilhões de neurônios.

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