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Uma Introdução à Cognição

Overview

A cognição abrange processos mentais como memória, percepção, raciocínio de tomada de decisão e linguagem. Cientistas cognitivos estão usando uma combinação de técnicas comportamentais e neuropsicológicas para investigar os substratos neurais subjacentes da cognição. Eles estão interessados em entender como a informação é percebida, processada e como ela afeta a execução final dos comportamentos. Com esse conhecimento, os pesquisadores esperam desenvolver novos tratamentos para indivíduos com prejuízos cognitivos.

A introdução do JoVE à cognição revisa vários componentes desse fenômeno, como percepção, atenção, compreensão da linguagem, etc. Serão discutidas questões-chave no campo da cognição, juntamente com métodos específicos que estão sendo utilizados atualmente para responder a essas perguntas. Finalmente, estudos específicos que investigam diferentes aspectos da cognição usando ferramentas como ressonância magnética funcional (fMRI) ou estimulação magnética transcraniana (TMS) serão explicados.

Procedure

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A cognição é amplamente definida como os processos mentais associados a fenômenos como atenção, memória, raciocínio e linguagem. Cientistas cognitivos estão usando uma combinação de técnicas psicológicas e fisiológicas para entender os fundamentos biológicos da cognição. Através dessa compreensão, os cientistas esperam desenvolver novas formas de tratar pacientes com prejuízos cognitivos.

Este vídeo introduzirá primeiro vários atributos funcionais de cognição. Em seguida, discutiremos questões-chave no campo, bem como métodos usados para respondê-las. Finalmente, vamos analisar alguns estudos utilizando essas técnicas.

Para começar, vamos olhar para alguns dos aspectos individuais do complexo fenômeno de cognição atualmente sendo estudado por cientistas comportamentais.

Percepção é o processo cognitivo de recebimento do cérebro, compreensão e sentido da informação sensorial. Além da mera entrada sensorial, nossos cérebros são capazes de perceber traços complexos, como objetos, padrões ou rostos. Por outro lado, ilusões ópticas demonstram como o processamento de informações sensoriais do cérebro nem sempre reflete a realidade.

Enquanto seu cérebro está constantemente recebendo informações percepcionais, a atenção é o fenômeno cognitivo que permite focar nossos recursos percepcionais. Essa capacidade de estar "seletivamente" ciente de certos estímulos enquanto sintoniza outros é conhecida como atenção seletiva. Mais frequentemente, no seu dia a dia sua atenção é dividida: pense dirigindo em um carro enquanto fala ao telefone.

A atenção focada pode resultar em um melhor armazenamento e uma maior capacidade de recordar informações percebidas. Esse processo é conhecido como memória. Em particular, experimentos cognitivos testam a memória de trabalho, que envolve funções como armazenar informações para 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 qualquer treinamento formal. Estudos confirmaram que duas regiões cerebrais, a área de Broca e a área de Wernicke, estão envolvidas na compreensão da linguagem e na produção de fala, e os cientistas estão interessados em revelar o mecanismo por trás dos distúrbios do desenvolvimento que levam a déficits linguísticos.

Por fim, discutiremos a função executiva, que é um processo cognitivo multifacetado. Esse fenômeno abrange tarefas como julgamento, raciocínio, resolução de problemas, tomada de decisão e planejamento. A função executiva é fundamental para o comportamento direcionado à organização e ao objetivo, e serve como um sistema de gestão para muitos outros processos cognitivos.

Em conclusão, a ciência cognitiva é um vasto campo focado em estudar os inúmeros processos mentais que regem muitas de suas atividades cotidianas. Portanto, é uma das áreas mais ativas da pesquisa em neurociência comportamental.

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

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

Acredita-se que as habilidades cognitivas se desenvolvem durante os estágios iniciais da vida, e, em última análise, degrada-se com a idade, e muitos pesquisadores estão interessados em estudar essa transição. Esses estudos incluem analisar 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 os papéis que nossos genes e ambiente desempenham na cognição? Pesquisadores interessados nesta questão visam compreender a importância relativa da genética e do entorno no desenvolvimento cognitivo. Um dos tipos de estudos, chamados de "estudos gêmeos", envolve observar gêmeos idênticos que foram criados em diferentes ambientes. Ao realizar testes cognitivos nesses indivíduos geneticamente idênticos, os pesquisadores podem estudar o papel do ambiente na função cerebral.

Depois de rever algumas perguntas-chave no campo, vamos olhar para algumas das técnicas proeminentes usadas pelos neurocientistas cognitivos hoje em dia.

Uma técnica que está se tornando cada vez mais comum é a imagem cerebral funcional. Ressonância Magnética Funcional, ou ressonância magnética, é uma técnica que mede as alterações no fluxo sanguíneo como proxy para a atividade neural no cérebro, que é específica para processos cognitivos individuais. Tomografia de emissão de pósitrons, ou PET, é um método semelhante que mede a absorção de um rastreador radioativo para visualizar a atividade cerebral. Eletro-ou magnetoencefalografia, por outro lado, usam sensores colocados no couro cabeludo para medir diretamente os campos elétricos ou magnéticos criados pelo disparo neuronal. Analisar a leitura mostra quais áreas cerebrais estão ativas durante tarefas cognitivas específicas.

Além de apenas observações, os cientistas tentam modular a atividade do cérebro de forma direcionada para entender como ele funciona. 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 forma não invasiva e, em seguida, estudar seu efeito sobre as 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 de linguagem. As medidas de rastreamento de olhos podem fornecer informações sobre a forma como lemos, reconhecemos rostos ou atendemos seletivamente objetos enquanto dirigimos.

Finalmente, os métodos psicológicos de avaliação de funções cognitivas específicas são igualmente críticos. Um teste psicológico clássico é chamado de tarefa Stroop, que testa a capacidade de atenção seletiva pedindo ao sujeito para identificar o nome da cor escrita, que neste caso é vermelho, ou a cor em que é exibido, que é azul. Outra tarefa chamada tarefa Go ou No-Go, também examina a atenção e o controle de 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.

Muitas vezes, a visualização da ressonância magnética da atividade cerebral é combinada com testes cognitivos para localização de funções para determinadas regiões cerebrais. Aqui, os pesquisadores realizam um teste de função executiva chamado tarefa dimensional de classificação de cartões dentro da máquina fMRI. Essa tarefa exige que os participantes classifiquem cartões com base em uma característica, como a forma, e depois mudem para classificá-las por uma segunda característica, como a 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 o TMS para estimular uma região cerebral específica como uma forma de terapia em pacientes que sofrem de um distúrbio linguístico chamado afasia. Primeiro, os pesquisadores determinaram a capacidade linguística de base do paciente, seguido pela identificação do local ideal para estimulação. Após repetidas sessões de tratamento, as habilidades linguísticas do paciente foram retestadas.

Finalmente, alguns cientistas estão olhando para o impacto da emoção na cognição. Aqui, os pesquisadores fizeram com que os sujeitos 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 imagens emocionais eram mostradas como um distrator. A lembrança dos sujeitos das imagens iniciais do rosto foi então avaliada com ressonância magnética.

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

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