1: Uma Introdução à Cognição

A cognição é amplamente definida como os processos mentais associados a fenômenos como atenção, memória, raciocínio e linguagem. Os cientistas cognitivos estão usando uma combinação de técnicas psicológicas e fisiológicas para entender os fundamentos biológicos da cognição. Por meio desse entendimento, os cientistas esperam desenvolver novas maneiras de tratar pacientes com deficiências cognitivas.

Este vídeo apresentará primeiro vários atributos funcionais da cognição. Em seguida, discutiremos questões-chave no campo, bem como os métodos usados para respondê-las. Finalmente, veremos alguns estudos que utilizam essas técnicas.

Para começar, vejamos alguns dos aspectos individuais do complexo fenômeno da cognição atualmente sendo estudado por cientistas comportamentais.

A percepção é o processo cognitivo de receber, compreender e dar sentido às informações sensoriais pelo cérebro. Além da mera entrada sensorial, nossos cérebros são capazes de perceber traços complexos, como objetos, padrões ou rostos. Por outro lado, as ilusões de ótica demonstram como o processamento de informações sensoriais pelo cérebro nem sempre reflete a realidade.

Enquanto seu cérebro está constantemente recebendo informações perceptivas, a atenção é o fenômeno cognitivo que permite o foco de nossos recursos perceptivos. Essa capacidade de estar "seletivamente" ciente de certos estímulos enquanto desliga outros é conhecida como atenção seletiva. Mais frequentemente, em sua vida diária, sua atenção está dividida: pense em dirigir um carro enquanto fala ao telefone.

A atenção focada pode resultar em melhor armazenamento e maior capacidade de recuperar informações percebidas. Esse processo é conhecido como memória. Em particular, os experimentos cognitivos testam a memória de trabalho, que envolve funções como armazenar informações por um curto prazo, por exemplo, o número de telefone de uma pessoa e, em seguida, o processamento dessas informações transitórias para realizar uma tarefa, como entrar em contato com essa pessoa.

Outra função cognitiva que os cientistas estão interessados em estudar é a compreensão e expressão da linguagem. É interessante como adquirimos a habilidade de entender o que ouvimos e como aprendemos a falar, sem nenhum treinamento formal. Estudos confirmaram que duas regiões do cérebro, a área de Broca e a área de Wernicke, estão envolvidas na compreensão da linguagem e na produção da fala, e os cientistas estão interessados em revelar o mecanismo por trás dos distúrbios do desenvolvimento que levam aos déficits de linguagem.

Por fim, discutiremos a função executiva, que é um processo cognitivo multifacetado. Esse fenômeno engloba tarefas como julgamento, raciocínio, resolução de problemas, tomada de decisão e planejamento. A função executiva é crítica para a organização e o comportamento direcionado a objetivos e serve como um sistema de gerenciamento para muitos outros processos cognitivos.

Em conclusão, a ciência cognitiva é um vasto campo focado no estudo dos inúmeros processos mentais que governam muitas de suas atividades do dia-a-dia. Portanto, é uma das áreas mais ativas da pesquisa em neurociência comportamental.

Com essa compreensão básica dos componentes da cognição, vamos examinar algumas questões-chave no campo.

Em seu nível mais básico, a neurociência cognitiva tenta determinar a relação funcional entre a neurobiologia e os processos cognitivos. Uma maneira de estudar isso é examinar quais áreas do cérebro estão ativas durante um teste cognitivo específico. Examinar a base neural pode ajudar no desenvolvimento de novas terapias para pacientes com deficiências cognitivas.

Acredita-se que as habilidades cognitivas se desenvolvem durante os primeiros estágios da vida e, em última análise, se degradam com a idade, e muitos pesquisadores estão interessados em estudar essa transição. Esses estudos incluem observar como as habilidades cognitivas são adquiridas à medida que o cérebro se desenvolve desde a infância até a idade adulta, bem como como a neurodegeneração relacionada ao envelhecimento se correlaciona com o declínio cognitivo.

Outra questão básica é: quais papéis nossos genes e ambiente desempenham na cognição? Os pesquisadores interessados nesta questão visam entender a importância relativa da genética e do ambiente no desenvolvimento cognitivo. Um dos tipos de estudos, chamado de "estudos com gêmeos", envolve a observação de gêmeos idênticos que foram criados em ambientes diferentes. Ao realizar testes cognitivos nesses indivíduos geneticamente idênticos, os pesquisadores podem estudar o papel do ambiente na função cerebral.

Depois de revisar algumas questões-chave no campo, vejamos algumas das técnicas proeminentes usadas pelos neurocientistas cognitivos hoje.

Uma técnica que está se tornando cada vez mais comum é a imagem cerebral funcional. A ressonância magnética funcional, ou fMRI, é uma técnica que mede as mudanças no fluxo sanguíneo como um proxy para a atividade neural no cérebro, que é específica para processos cognitivos individuais. A tomografia por emissão de pósitrons, ou PET, é um método semelhante que mede a captação de um marcador radioativo para visualizar a atividade cerebral. A eletroencefalografia ou magnetoencefalografia, por outro lado, usa sensores colocados no couro cabeludo para medir diretamente os campos elétricos ou magnéticos criados pelo disparo neuronal. A análise da leitura mostra quais áreas do cérebro estão ativas durante tarefas cognitivas específicas.

Além de apenas observações, os cientistas tentam modular a atividade do cérebro de maneira direcionada para entender como ela funciona. A Estimulação Magnética Transcraniana, ou TMS, usa indução eletromagnética para ativar ou suprimir a atividade neuronal. Essa técnica pode ser usada para perturbar regiões cerebrais específicas em seres humanos de maneira não invasiva e, em seguida, estudar seu efeito nas habilidades cognitivas.

Outra ferramenta importante encontrada em muitos experimentos cognitivos é o rastreamento ocular. O rastreamento ocular é usado para avaliar funções cognitivas como atenção, percepção visual e processamento da linguagem. As medições de rastreamento ocular podem fornecer informações sobre como lemos, reconhecemos rostos ou atendemos seletivamente a objetos enquanto dirigimos.

Finalmente, os métodos psicológicos de avaliação de funções cognitivas específicas são igualmente críticos. Um teste psicológico clássico é chamado de tarefa de Stroop, que testa a capacidade de atenção seletiva pedindo ao sujeito que identifique o nome da cor escrita, que neste caso é vermelho, ou a cor em que é exibido, que é azul. Outra tarefa, chamada de tarefa Go ou No-Go, também examina o controle de atenção e resposta, analisando o tempo de reação. Essa tarefa requer discriminação entre diferentes elementos, como "Amigo" ou "Inimigo" em um videogame.

Agora que você analisou alguns dos métodos e tarefas atuais, vamos ver como eles estão sendo aplicados pelos cientistas para estudar a cognição.

Freqüentemente, a visualização da atividade cerebral por fMRI é combinada com testes cognitivos para localizar funções em regiões cerebrais específicas. Aqui, os pesquisadores fazem com que os participantes realizem um teste de função executiva chamado tarefa dimensional de classificação de cartões dentro da máquina de fMRI. Essa tarefa exige que os participantes classifiquem os cartões com base em uma característica, como forma, e depois mudem para classificá-los por uma segunda característica, como cor. A atividade cerebral medida pode informar a identificação de regiões cerebrais que desempenham um papel no funcionamento executivo.

Em outro exemplo, os cientistas usam a EMT para estimular uma região específica do cérebro como forma de terapia em pacientes que sofrem de um distúrbio de linguagem chamado afasia. Primeiro, os pesquisadores determinaram a capacidade de linguagem basal de um paciente, seguida pela identificação do local ideal para a estimulação. Após repetidas sessões de tratamento, as habilidades de linguagem do paciente foram testadas novamente.

Finalmente, alguns cientistas estão analisando o impacto da emoção na cognição. Aqui, os pesquisadores fizeram com que os participantes realizassem uma tarefa de memória de trabalho, que envolvia mostrar-lhes um memorando composto por três rostos, seguido por um intervalo de atraso durante o qual as imagens emocionais eram mostradas como uma distração. A lembrança dos sujeitos das imagens faciais iniciais foi então avaliada com fMRI.

Você acabou de assistir à introdução de JoVE à neurociência cognitiva. Este vídeo cobriu vários aspectos da cognição, as questões centrais abordadas no campo, métodos proeminentes usados por pesquisadores hoje e, finalmente, estudos atuais utilizando diferentes técnicas. Como sempre, obrigado por assistir!