Aula T1 - HistóriadasNeurociências_2024 PDF

PSICOBIOLOGIA LICENCIATURA EM PSICOLOGIA NEUROCIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO LICENCIATURA EM CIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO ANO LETIVO 2024/2025 AULA T1 - AS ORIGENS E EVOLUÇÃO HISTÓRICA DAS NEUROCIÊNCIAS HISTÓRIA DA...

PSICOBIOLOGIA LICENCIATURA EM PSICOLOGIA NEUROCIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO LICENCIATURA EM CIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO ANO LETIVO 2024/2025 AULA T1 - AS ORIGENS E EVOLUÇÃO HISTÓRICA DAS NEUROCIÊNCIAS HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA ANA SOFIA FÉLIX, [email protected] Atendimento: 5ª feira 16h-18h, 6ª feira 12-16h SUMÁRIO Trepanações A lei de Bell-Magendie Antigo Egito Localizacionismo vs holismo Grécia antiga Método da ablação Império romano Frenologia Renascimento Paul Broca Renascimento - séc. XVII Phineas Gage Monismo vs Dualismo Desenvolvimento da Histologia Séc. XVII-XVIII Eletricidade animal Desenvolvimento da Microscopia https://doi.org/10.1016/s0072-9752(08)02101-5 HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA TREPANAÇÕES  Primeiras trepanações são pré- históricas  Vários países, várias culturas  Objetivo: Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  Alívio da dor ou ferimentos?  Doenças mentais?  Rituais mágicos ou religiosos?  Paul Broca e Victor Horsley (séc. XIX) 8th century surgeon performing a trepanning operation on a man's head, with various surgical equipment. Copperplate engraving by Robert Benard 1400-1530 a.c. - Ephraim Squier, 1877 from Denis Diderot's Encyclopedia, Pellet, Geneva, https://doi.org/10.1016/s0072-9752(08)02101-5 1779 HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA ANTIGO EGITO  Papiro cirúrgico de Edwin Smith  Primeiro tratado cirúrgico  3000 a.c  Descrição sistemática de 48 casos de ferimentos e doenças incluindo 3 casos de lesões cerebrais 5 Science Photo Library; Edwin Smith Papyrus, Egyptian surgery https://doi.org/10.1016/S0002-8703(39)90001-3 HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA ANTIGO EGITO  HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA GRÉCIA ANTIGA “The brain is an organ of minor importance. And of course, the brain is not responsible for any of the sensations at all. The correct view is that the seat and source of sensation is the region of the heart.” Aristotle “For, on this account, the brain first perceives, because, I say, all the most acute, most powerful, and most deadly diseases, and those which are most difficult to be understood by the inexperienced, fall upon the brain.” Hippocrates Aristotle (center), wearing a blue robe, seen in a discourse with Plato in a 16th century fresco, ‘The School of Athens’ by Raphael  HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA GRÉCIA ANTIGA Centro Orgão das CORAÇÃO do sensações ENCÉFALO intelecto Sede da inteligência Hipócrates ENCÉFALO Arrefece sangue vs Aristóteles Hipócrates (460-379 a.c.) Aristóteles (384-322 a.c.) HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA GRÉCIA ANTIGA Argumentos de Aristóteles? HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA GRÉCIA ANTIGA 10 10.1177/107385849500100408 HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA IMPÉRIO ROMANO  Galeno (grego, 130-200 d.c.)  Médico dos gladiadores  Cérebro (mole) → recebe sensações; cerebelo (duro) → comando dos músculos  Ventrículos com fluido.  Teoria Ventricular: Nervos conduzem humores do cérebro para o corpo e vice- versa 11  HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA RENASCIMENTO  Leonardo da Vinci (1452-1519)  Teoria Ventricular Leonardo da Vinci (1452-1519) Leonardo da Vinci, Sagittal and Horizontal Sections of the Human Head with Layers of the Head compared with an Leonardo da Vinci. Hybrid Drawings Brain and Cranial Nerves. (ca. 1508). Conceptually Onion. (ca. 1490). The brain cavity is depicted as an empty Leonardo moves from the brain and nerve structures (left) adding the ventricular system space with three balloon-like expansions connected to the in the central figure and integrating the superimposed facial and bone structures in the eye by dura-like coverings connecting with the posterior drawing on the right to provide a more accurate perspectival rendering of the component of the eye. relationships of the various cerebral structures, nerves and facial elements present. HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA RENASCIMENTO  Andreas Vesalius (1514-1564)  Anatomista Andreas Vesalius 13 © 1963 Gordon Ratray Taylor Vesalius: Brain, 1543 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA RENASCIMENTO - SÉC. XVII  Desenvolvimento da hidráulica  Teoria da mecânica de fluidos: fluido do cérebro bombeava e movia os membros  René Descartes (1596-1650)  Dualismo Cartesiano  Cérebro controla comportamento comum em animais e pessoas  Capacidades mentais humanas: mente  Mente (espiritual) ligada ao cérebro através da glândula pineal René Descartes 14 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA MONISMO VS DUALISMO  Mente (cognição/ comportamento) e o cérebro (substância física) são entidades separadas? 15  HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA SÉC. XVII-XVIII  Interesse pelo tecido nervoso  Distinção entre substâncias branca e cinzenta  Sistema nervoso central e periférico  Topografia do córtex: giros, sulcos 16 https://www.osmosis.org/learn/Anatomy_of_the_white_matter_tracts HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA SÉC. XVIII/ ELETRICIDADE ANIMAL  Benjamin Franklin (1751)  Luigi Galvani (1737-1798)  Experiências com rãs  Nervos estimulados eletricamente → movimento dos músculos   Sinais elétricos e não fluidos como forma de comunicação no SN Luigi Galvani HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA A LEI DE BELL-MAGENDIE  Charles Bell (1774-1842)  Corte da raiz ventral dos nervos raquidianos → paralisia muscular  François Magendie (1783-1855)  Estimulação da raiz ventral → movimento  Estimulação da raiz dorsal → dor   Nervos com fibras motoras e sensoriais 18 Charles Bell François Magendie Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA MÉTODO DA ABLAÇÃO  Marie-Jean Pierre Flourens (1794-1867)  Destruição/remoção de várias partes do encéfalo em coelhos e pombos para conhecer a função A pigeon rendered ataxic by cerebellar excision. Illustration drawn by Dalton. https://doi.org/10.1212/WNL.55.6.859 19 Birds with their vestibular systems removed Marie-Jean Pierre Flourens HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA FRENOLOGIA (1809) Frans Joseph Gall  Frans Joseph Gall (1758-1828)  Saliências na superfície do crânio  circunvoluções do cérebro  Localização de funções específicas em diferentes partes do cérebro  Cranioscopia/Frenologia: relação entre a forma do crânio e as características comportamentais das pessoas  Estudou comportamento de centenas de pessoas (generosidade, criatividade, teimosia, violência, etc)  Johann Spurzheim (1776-1832) foi seu discípulo 20 Críticas à Frenologia? Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA 21 A book on phrenology by L. A. Vaught published in 1902 HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA “The object of my researches is the brain.The cranium is only a faithful cast of the external surface of the brain, and is consequently but a minor part of the principal object.” − Franz Joseph Gall FRENOLOGIA  Críticas:  Não existe nenhuma correlação entre a dimensão das áreas do crânio e o córtex subjacente  Ablações em áreas específicas não afetam faculdades previstas Bilz, Friedrich Eduard (1842–1922): Das neue Naturheilverfahren (75. Jubiläumsausgabe), 1894. HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA PAUL BROCA (1824-1880)  Paciente que compreendia a linguagem mas não conseguia falar (afasia)  Lesão no lobo frontal esquerdo (área de Broca) HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA PHINEAS GAGE (1823-1860)  Operário dos caminhos de ferro  Acidente em 1848  Barra com 1,09 m comprimento e 3 cm de diâmetro  Lesão no lobo frontal  Sobreviveu mas a sua personalidade foi drasticamente alterada  Médico John Harlow 24 John Harlow Phineas Gage HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA PHINEAS GAGE HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA LOCALIZACIONISMO VS HOLISMO  Existem áreas delimitadas no cérebro que desempenham funções específicas ou este funciona como um todo? 26 Pierre Gratiolet Ernest Aubertin HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA DESENVOLVIMENTO DA HISTOLOGIA  Utilização do microscópio (séc. XVII)  Técnicas de histologia e colorações  citoarquitetura  Coloração de Nissl Nissl stain. 27 Nissl stain. 20 µm cryostat section cut transversely Nissl stain. High magnification of the ventral horn from the rat spinal cord was stained with cresyl from the same section. violet. Franz Nissl HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA DESENVOLVIMENTO DA HISTOLOGIA  Técnicas de histologia e colorações  citoarquitetura  Coloração de Golgi Neocortical Layer II-III Pyramid 28 Purkinje neuron in the cerebellum, Golgi staining HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA DESENVOLVIMENTO DA HISTOLOGIA  Técnicas de histologia e colorações  citoarquitetura  Coloração de Golgi / Ramón y Cajal Células de glia da espinal medula de ratinho (1899), de Santiago Ramón y Cajal. 29 A self-portrait of Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) in his laboratory in Valencia (1885) HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA DESENVOLVIMENTO DA HISTOLOGIA  Ramón y Cajal  Doutrina do neurónio https://backyardbrains.com/ HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA DESENVOLVIMENTO DA HISTOLOGIA  Korbinian Broadmann (1868-1918)  Citoarquitetura do cortex com base em estudos histológicos → Mapa de Broadmann  Cada área tem características diferentes  funções diferentes 31 10.2478/s13380-012-0009-x Korbinian Broadmann The original version of the Brodmann's map. Lateral and medial view of the human cerebral hemisphere with cytoarchitectonic cortical areas.  HISTÓRIA DA PSICOBIOLOGIA DESENVOLVIMENTO DA MICROSCOPIA Electron microscopy of a synapse: The Postsynaptic terminal is located on a dendritic (S) branched in the dendrite (D). Around the axon (A) are located the Glial cells (G). 10.1088/1751-8113/47/17/173001 32 Light-sheet microscopy of Fluorescent neurons in the peripheral nervous nerves in mouse embryo system of an embryonic mouse. The Scientist. Scanning electron microscopy of a neuron https://www.med.unc.edu/microscopy/services/ https://www.med.unc.edu/microscopy/services/ THE BRAIN “Take a three-pound piece of universe, arrange its atoms just so, into the knotty network of a human brain, and the resulting object develops remarkable properties. It is capable of knowing that it is a piece of the universe. It is capable of knowing of its own existence, capable of perceiving impressions of the other bits of universe around it, and capable of thrumming with internal feelings of awe, fear, joy, hatred, perplexity, and wonder. There is nothing else we know of, anywhere, that can do these things. Minds are inimitable, mysterious, and precious 2021/2022 beyond measure. The very least of us, no matter what our failings or faults, by mere dint of being alive and aware, is more remarkable than any orb in the sky. This is what a mind is worth.” Eagleman, D & Downar, J., Brain and Behavior: A Cognitive Neuroscience Perspective BIBLIOGRAFIA  Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2016). Neuroscience: Exploring the Brain, 4th Ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, caps. 1 e 2. PSICOBIOLOGIA LICENCIATURA EM PSICOLOGIA NEUROCIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO LICENCIATURA EM CIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO ANO LETIVO 2024/2025 AULA T2 CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E DO COMPORTAMENTO ANA SOFIA FÉLIX, [email protected] Atendimento: 5ª feira 16h-18h, 6ª feira 12-16h  “Although we tend to think of the brain as a discrete organ - a lump of squidgy tissue - it is better to think of it as part of an elaborate network of nervous tissue that reaches out to every single part of the body.” https://www.webmd.com/brain/ss/slideshow-nervous-system-overview −Tim Birkhead (British ornithologist) SUMÁRIO FORMAS DE COMUNICAÇÃO NO SISTEMA NERVOSO I. COMUNICAÇÃO “POINT-TO-POINT” II. SISTEMAS MODULATÓRIOS DIFUSOS III. COMUNICAÇÃO ENDÓCRINA (HIPOTÁLAMO) IV. COMUNICAÇÃO VIA SISTEMA NERVOSO VISCERAL NEUROFARMACOLOGIA CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  FORMAS DE COMUNICAÇÃO NO SISTEMA NERVOSO (a)  a) Comunicação “point-to-point”  b) Sistemas modulatórios difusos  c) Comunicação endócrina (hipotálamo)  d) Comunicação via Sistema nervoso visceral (b) (d) (c) Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO  I. COMUNICAÇÃO “POINT-TO-POINT”  Neurónios comunicam com um ou alguns neurónios  NTs libertados na fenda sináptica e afetam apenas o neurónio alvo  NTs rapidamente degradados ou recaptados  Autorecetores que detetam concentrações elevadas de NTs na fenda e inibem a sua libertação d. Remoção (feita por células de glia) Eagleman & Downar. Brain and Behavior: A Cognitive Neuroscience Perspective CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO  I. COMUNICAÇÃO “POINT-TO- POINT”  Usam recetores ionotrópicos  Efeitos rápidos e curtos Purves, D. et al. Neuroscience, 3rd edition Golan et al, Principles of Pharmacology CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO  II. SISTEMAS MODULATÓRIOS DIFUSOS  Neurónios têm origem em núcleos cuja maioria estão no tronco cerebral  Projeções espalhadas pelo encéfalo: cada neurónio pode contactar com 100 000 neurónios  Sinapses libertam NTs para o fluido extracelular e podem difundir-se a outros neurónios Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO  II. SISTEMAS MODULATÓRIOS DIFUSOS  Usam recetores metabotrópicos  Efeitos prolongados https://www.ijccm.org/eReader/chapter/9781907816741/ch1 CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO Que tipo de sinapse é mais adequada no controlo do movimento da mão? Porquê? Junção neuromuscular https://www.interactive-biology.com/ (NT: acetilcolina) Eagleman & Downar. Brain and Behavior: A Cognitive Neuroscience Perspective CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  II. SISTEMAS MODULATÓRIOS DIFUSOS  Sistema Noradrenérgico  Funções: regulação da atenção, alerta, ciclo sono-vigília, aprendizagem, memória, ansiedade, dor, humor, metabolismo.  Locus ceruleus 12 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  II. SISTEMAS MODULATÓRIOS DIFUSOS  Sistemas Colinérgicos  Sistema complexo prosencéfalo basal,  Sistema complexo pontomesencéfalotegmental,  Funções: regulação da vigília, sono, aprendizagem, memória, sistema sensorial. Complexo Prosencéfalo basal Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  II. SISTEMAS MODULATÓRIOS DIFUSOS  Sistema Serotoninérgico  Funções: regulação da dor, vigília, sono, humor, comportamento emocional  Núcleos de rafe 14 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  II. SISTEMAS MODULATÓRIOS DIFUSOS  Sistema Dopaminérgico  Substância nigra → Via nigroestriatal: estriado (regulação de movimentos voluntários) → degeneração neurónios (doença de Parkinson)  VTA → via mesocorticolímbica (sistema da recompensa): córtex frontal e sistema límbico 15 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  III. COMUNICAÇÃO ENDÓCRINA  Hipotálamo  Controla sistema nervoso visceral  Manutenção da homeostase (regulação da temperatura, composição do sangue)  Controlo de comportamentos motivados (ex: fome, sede)  Regulação do ritmo circadiano  Secreção de hormonas  17 CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  III. COMUNICAÇÃO ENDÓCRINA Location of some major endocrine glands Kalat, J.W. Biological psychology Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain  Neurónios hipotalâmicos  III. COMUNICAÇÃO sintetizam neurohormonas tróficas que são libertadas ENDÓCRINA em capilares sanguíneos. Hipotálamo Os capilares transportam as  neurohormonas até às células endócrinas da Hipófise anterior hipófise anterior. Hipófise posterior  Orgãos As células endócrinas libertam suas hormonas num segundo Hipófise anterior grupo de capilares para que sejam distribuídas pelo resto do corpo. Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição  SUBSTRATOS BIOLÓGICOS DA MOTIVAÇÃO E DAS EMOÇÕES  III. COMUNICAÇÃO ENDÓCRINA  Hipotálamo → hipófise anterior → Orgãos Neurohormona Hormona Orgão* Ação (Hipotálamo) (hipófise anterior) Hormona libertadora de - Hormona Foliculoestimulante Gónadas - Ovulação, gonadotrofinas (GnRH) (FSH) espermatogénese - Hormona Luteinizante (LH) - Maturação dos óvulos e esperma Hormona libertadora de Corticotrofina (ACTH) Córtex das glândulas Secreção de cortisol corticotrofinas (CRH) suprarrenais Hormona libertadora da Hormona do crescimento (GH) Todas as células Estimulação da síntese hormona do crescimento proteica 19 (GHRH) * Necessária a presença de recetores específicos nas células CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  III. COMUNICAÇÃO ENDÓCRINA  Hipotálamo → hipófise posterior → Orgãos  Neurónios do hipotálamo produzem neurohormonas (oxitocina e vasopressina) que libertam diretamente nos capilares sanguíneos presentes na hipófise posterior. 20 Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição  CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  IV. COMUNICAÇÃO via SNA  Hipotálamo integra informação dos neurónios sensoriais autónomos e coordena respostas neurais  Controlo simultâneo de vários orgãos  Conexões importantes com o tronco cerebral e espinal medula QUIZ https://b.socrative.com/login/student/ FELIX9339 https://edition.cnn.com/2016/04/12/health/lsd-brain-imaging/index.html https://doi.org/10.1073/pnas.1518377113 CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  NEUROFARMACOLOGIA  Efeitos de drogas e fármacos  Drogas atuam nos sistemas de neurotransmissores http://dx.doi.org/10.1016/bs.irn.2015.02.003 CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  NEUROFARMACOLOGIA https://edu.rsc.org O curare era usado pelos índios sul-americanos como veneno para O propranolol é um flechas. Quais os seus antagonista dos efeitos nas presas? receptores β da noradrenalina. Que efeitos terá? Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  NEUROFARMACOLOGIA  Efeitos de drogas e fármacos 33 norepinephrine = noradrenaline CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  NEUROFARMACOLOGIA  Efeitos de drogas e fármacos  Estimulantes (cocaína, anfetaminas)  Ligam-se às moléculas transportadoras, impedindo a recaptação dos neurotransmissores noradrenalina e dopamina, prolongando a sua ação e intensificando os seus efeitos.  Excitação, euforia, alerta.  Diminuição apetite, aumento ritmo cardíaco, pressão sanguínea, dilatação das pupilas. Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO E COMPORTAMENTO  NEUROFARMACOLOGIA  Adição a drogas:  Ativação da via da recompensa (via mesocorticolímbica do sistema dopaminérgico) Prolonga a ação da dopamina Estimulam libertação de dopamina https://www.youtube.com/watch?v=f7E0mTJQ2KM Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. CONTROLO NEUROQUÍMICO DO CÉREBRO  NEUROFARMACOLOGIA  Sistema Dopaminérgico https://www.youtube.com/watch?v=uofQPLuLV9A&t=24s  Auto-estimulação e recompensa  Olds and Milner (1950), estimulação elétrica cerebral  Auto-estimulação em áreas específicas do cérebro  recompensa  reforça o comportamento  Via da recompensa (via mesocorticolímbica): projeções dopaminérgicas desde a VTA até o hipotálamo lateral e outras áreas do prosencéfalo (córtex frontal, amígdala, núcleo accumbens). Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  NEUROTRANSMITTERS IMPLICATED IN DRUG USE AND ADDICTION Distribution in the Central Functions Drugs That Neurotransmitter Nervous System Affected Affect It Dopamine Midbrain Pleasure and reward Cocaine Ventral Tegmental Area (VTA) Movement Methamphetamine Cerebral cortex Attention Amphetamine Hypothalamus Memory In addition, virtually all drugs of abuse directly or indirectly augment dopamine in the reward pathway. Serotonin Midbrain Mood MDMA (ecstasy) VTA Sleep LSD Cerebral cortex Sexual desire Cocaine Hypothalamus Appetite Norepinephrine Midbrain Sensory processing Cocaine VTA Movement Methamphetamine Cerebral cortex Sleep Amphetamine Hypothalamus Mood Memory Anxiety Endogenous Widely distributed in brain, but Analgesia Heroin opioids regions vary in type of receptors Sedation Morphine (endorphin and Spinal cord Rate of bodily Prescription pain relievers (e.g., oxycodone) enkephalin) functions (e.g., breathing) Mood NEUROTRANSMITTERS IMPLICATED IN DRUG USE AND ADDICTION Distribution in the Central Functions Drugs That Neurotransmitter Nervous System Affected Affect It Acetylcholine Hippocampus Memory Nicotine Cerebral cortex Arousal Thalamus Attention Basal ganglia Mood Cerebellum Endogenous Cerebral cortex Movement Marijuana cannabinoids Hippocampus Cognition and Thalamus memory Basal ganglia Glutamate Widely distributed in brain Neuron activity Ketamine (increased rate) Phencyclidine Learning Alcohol Cognition Memory Gamma- Widely distributed in brain Neuron activity Sedatives aminobutyric acid (slowed) Tranquilizers (GABA) Anxiety Alcohol Memory Anesthesia https://nida.nih.gov/ BIBLIOGRAFIA  Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2016). Neuroscience: Exploring the Brain, 4th Ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, caps. 6, 15, 16. SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  INTEGRAÇÃO SENSORIAL  Efeito McGurk Efeito McGurk https://www.youtube.com/watch?v=G-lN8vWm3m0&feature=youtu.be PSICOBIOLOGIA LICENCIATURA EM PSICOLOGIA NEUROCIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO LICENCIATURA EM CIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO ANO LETIVO 2024/2025 AULA T3 SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO ANA SOFIA FÉLIX, [email protected] Atendimento: 5ª feira 16h-18h, 6ª feira 12-16h SUMÁRIO Etapas iniciais do processamento percetivo Sistema gustativo Sistema olfativo Sistema auditivo Sistema somatossensorial Integração sensorial SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  Deteção e Transdução:  Estrutura anatómica que recebe, filtra e amplifica informação.  Células especializadas para transdução dos estímulos.  Transmissão:  Condução de sinais neurais através de vias nervosas sensoriais.  Central distribuidora (Tálamo).  Processamento da informação: 5  Córtices sensoriais primários. Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA GUSTATIVO Fibras aferentes gustativas (neurónios sensoriais) 6 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA GUSTATIVO  Células recetoras gustativas especializadas em diferentes sabores.  Sabores básicos: doce, azedo (ácido), salgado, amargo, umami.  Regeneração das células recetoras gustativas. 7 SISTEMAS SENSORIAIS  SISTEMA GUSTATIVO  Mecanismos de transdução gustativos 8 salgado azedo amargo, doce, umami Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. SISTEMAS SENSORIAIS  SISTEMA GUSTATIVO Córtex gustativo VIA GUSTATIVA Tálamo Núcleo do trato solitário Tronco cerebral Nervos cranianos (VII, IX, X) Célula Neurónio recetora sensorial 9 gustativa Botões gustativos Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA GUSTATIVO/ DISTÚRBIOS  Perda/distorção/diminuição da perceção gustativa  Causas: danos nos botões gustativos, nervos cranianos da via gustativa, …  Ex: constipação, gripe, infeções, medicamentos, tabaco, etc. SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA OLFATIVO 11 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA OLFATIVO  Vários tipos de neurónios recetores olfativos. Cada recetor expressa uma única proteína recetora olfativa.  Adaptação: diminuição da resposta mesmo na presença de um estímulo contínuo.  Regeneração dos neurónios olfativos. 12 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  SISTEMAS SENSORIAIS  SISTEMA OLFATIVO VIA OLFATIVA Córtex olfativo Bolbo olfativo Nervo olfativo (craniano I) Neurónio receptor 13 Epitélio olfativo https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2004/press-release/ SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA OLFATIVO/ DISTÚRBIOS  Perda total/diminuição do olfato  Causas: obstrução das fossas nasais, perda de neurónios olfativos, lesão no nervo olfativo, … SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA OLFATIVO  Cães treinados com capacidade para reconhecer drogas, explosivos, doenças. Porque é que há animais que têm melhor olfato que nós?  SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA AUDITIVO Pressure changes in the air are interpreted as sound by the brain. Kolb, B. & Whishaw, I.Q. An Introduction to Brain and Behavior  SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA AUDITIVO Professor Butts and the Self-Operating Napkin https://www.toonsmag.com/rube-goldberg-1883-1970/ Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA AUDITIVO  Recetores auditivos são células ciliadas que estão na cóclea e que são sensíveis às vibrações sonoras (mecanorrecetores)  Sensíveis à intensidade e frequência dos sons  Não se regeneram SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA AUDITIVO  Mecanismos de transdução auditivos 19 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS  SISTEMA AUDITIVO Córtex Colículo inferior Tálamo auditivo Núcleo olivar superior VIA AUDITIVA Núcleos cocleares Tronco cerebral Nervo craniano (VIII) Célula ciliada Neurónio (recetor 20 sensorial auditivo) Cóclea Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA AUDITIVO/ DISTÚRBIOS  Surdez condutiva: distúrbio na condução do som do ouvido externo à cóclea (ex: cera, perfuração da membrana timpânica, patologia dos ossículos),  Surdez neural: perda de recetores, neurónios do nervo coclear (ex: antibióticos, ruídos altos). https://doi.org/10.1503/cmaj.070007 SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO Implante coclear  SISTEMA AUDITIVO/ DISTÚRBIOS  Aparelho auditivo  Implante coclear Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. Skull radiographs showing cochlear implant components within the left inner ear and on the left temporal bone https://www.youtube.com/watch?v=sKIX1Ru4KQ8 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK544280/ SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA AUDITIVO  Localização dos sons Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA AUDITIVO/RESUMO https://www.youtube.com/watch?v=flIAxGsV1q0&t=187s https://www.biointeractive.org/classroom-resources/cochlea SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA SOMATOSSENSORIAL  Recetores distribuídos por todo o corpo.  TATO  Receptores:  Corpúsculo de Pacini,  Terminações de Ruffini  Corpúsculos de Meissner  Discos de Merkel  Terminações nervosas livres Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA SOMATOSSENSORIAL/TATO 27 Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO Two-point discrimination  SISTEMA SOMATOSSENSORIAL/TATO  Campo recetivo: área do corpo que é inervada por um neurónio sensorial. Estímulos sensoriais aplicados nesta zona evocam respostas no neurónio sensorial. 28 Campos recetivos com tamanhos Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. diferentes https://cogsci.ucsd.edu/ SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA SOMATOSSENSORIAL  Córtex somatosensorial (mapa somatotópico). 30 Homúnculo cortical de Penfield Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA SOMATOSSENSORIAL/ DOR/NOCICEPÇÃO  Nociceptores: Terminações livres  Respondem a estímulos mecânicos, térmicos e químicos. Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA SOMATOSSENSORIAL/ DOR/NOCICEPÇÃO  Dor referida – convergência dos impulsos cutâneo e visceral (ex: dor da angina sentida no toráx e braço esquerdo).  Atividade de mecanorrecetores reduz sensações nociceptivas (ex: massagens). 32 Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA SOMATOSSENSORIAL  Representação no cérebro da sensação é contralateral. 33 Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  SISTEMA SOMATOSSENSORIAL  Plasticidade do mapa cortical Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. SISTEMAS SENSORIAIS E PROCESSOS INICIAIS DA PERCEÇÃO  INTEGRAÇÃO SENSORIAL  Efeito McGurk  Ilusão da mão de borracha https://www.youtube.com/watch?v=sxwn1w7MJvk https://www.youtube.com/watch?v=xdxlT68ygt8 BIBLIOGRAFIA  Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2016). Neuroscience: Exploring the Brain, 4th Ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, caps. 8, 11 e 12. PROCESSAMENTO VISUAL Heider & Simmel, 1944 ILUSÕES ÓTICAS PSICOBIOLOGIA LICENCIATURA EM PSICOLOGIA NEUROCIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO LICENCIATURA EM CIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO ANO LETIVO 2024/2025 AULA T4 SISTEMA VISUAL ANA SOFIA FÉLIX, [email protected] Atendimento: 5ª feira 16h-18h, 6ª feira 12-16h SUMÁRIO O OLHO SISTEMA NEURAL DA VISÃO A luz e o sistema visual Projeção retinofugal Formação de imagens no olho Núcleo geniculado lateral Anatomia microscópica da retina Anatomia do córtex estriado Fototransdução Processamento visual Processamento e output da retina Visão dos animais  Os olhos emitem raios visuais? LOIS & CLARK: THE NEW ADVENTURES OF SUPERMAN, Dean Cain, 1993-97. © Lorimer Productions A LUZ 6 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. O OLHO Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. O OLHO A RETINA A retina vista com um oftalmoscópio.  Contém fotorecetores que convertem energia luminosa em atividade neural.  Disco ótico - região circular por onde os nervos óticos saem da retina e por onde entram os vasos sanguineos (sem fotorecetores) – zonas cegas!  Mácula – responsável pela visão central.  Fóvea – marca o centro da retina. A degeneração macular conduz a que 8 tipo de sintomas? Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  DOENÇAS DOS OLHOS A catarata é uma opacificação do cristalino. Desalinhamento dos eixos visuais, devido a disfunção dos músculos extraoculares.  FORMAÇÃO DE IMAGENS NO OLHO CÓRNEA CRISTALINO Poder refrativo  42 diopterias Pontos próximos  Acomodação – mudança de forma 11 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. FORMAÇÃO DE IMAGENS NO OLHO CRISTALINO (Acomodação)  Com a idade perde-se esta capacidade (presbiopia). 12 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. FORMAÇÃO DE IMAGENS NO OLHO PROBLEMAS DE VISÃO ASTIGMATISMO Raios formam o foco (irregularidades no olho) – foco não é na retina. uniforme Raios formam o foco antes da retina. Raios formam o foco 13 depois da retina. Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  ANATOMIA MICROSCÓPICA DA RETINA 14  Várias camadas: luz passa pelas camadas até aos fotorecetores. Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  ANATOMIA MICROSCÓPICA DA RETINA ESTRUTURA DOS FOTORECETORES  Cones – visão fotópica. 3 tipos de cones (com diferentes fotopigmentos).  Bastonetes (+ discos e > concentração de fotopigmentos  mais sensíveis à luz) – visão escotópica. Só um tipo de fotopigmento. 15 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. FOTOTRANSDUÇÃO CONES  3 fotopigmentos (opsinas) distintos – com diferentes sensibilidades no espectro da luz  Perceção da cor – contribuição relativa dos cones “azuis”, “verdes” e “vermelhos” Qual será o problema de pessoas daltónicas? FOTOTRANSDUÇÃO CONES  Daltonismo Será que és daltónico? Teste Ishihara FOTOTRANSDUÇÃO CONES  Daltonismo: ausência de Image as viewed Image as viewed um ou vários dos by a trichromate by an observer observer with fotopigmentos ou o desvio malfunctioning da sensibilidade do espetro green cones de um dos fotopigmentos Image as viewed Image as viewed by an observer by an observer lacking red cones lacking blue cones https://midtownvision.com/blog-posts/types-color-blindness FOTOTRANSDUÇÃO CONES  Daltonismo  Genes que codificam pigmentos verde e vermelho no cromossoma X. 20 ANATOMIA MICROSCÓPICA DA RETINA DIFERENÇAS REGIONAIS NA ESTRUTURA DA RETINA  Periferia: + Bastonetes que cones; + fotorecetores que células ganglionares.  Centro  Fóvea: visão alta resolução. Só cones. 21 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. FOTOTRANSDUÇÃO FOTORECETORES NT https://www.youtube.com/watch?v =dhd2fja0LZ4 23 https://openbooks.lib.msu.edu/ Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  PROCESSAMENTO E OUTPUT DA RETINA CAMPO RECETIVO DA CÉLULA GANGLIONAR Região da retina ou do campo visual que quando estimulada influencia o potencial de membrana da célula When the photoreceptors are in or near the fovea (Cell 1), the receptive fields of ganglion cells are small. In the fovea, each bipolar cell receives input from only one photoreceptor and then synapses on only one ganglion cell. Toward the periphery (Cells 2 and 3), more photoreceptors synapse on each bipolar cell, and more bipolar cells synapse on each ganglion cell, making the surface area of the receptive field larger. Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. https://openbooks.lib.msu.edu/  PROCESSAMENTO E OUTPUT DA RETINA CAMPO RECETIVO  Células bipolares e ganglionares  Podem ser chamadas ON ou OFF:  Células ON – despolarizam com luz (light ON)  Células OFF – despolarizam na ausência de luz (light OFF). Breedlove, M.S. & Watson, N.V. Behavioral Neuroscience  PROCESSAMENTO E OUTPUT DA RETINA As células ganglionares são responsivas principalmente a diferenças na iluminação que ocorram dentro de seus campos recetivos. CAMPO RECETIVO  A resposta do potencial de membrana de uma célula bipolar à luz no centro do campo recetivo é oposta àquela produzida pela luz na periferia, pois as células horizontais têm efeitos sináticos inibitórios. https://openbooks.lib.msu.edu/ Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  PROJEÇÃO RETINOFUGAL HEMICAMPOS VISUAIS Decussação parcial: Informação do hemicampo visual esquerdo é dirigida ao lado direito do 30 cérebro e vice-versa. Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. PROJEÇÃO RETINOFUGAL Núcleo geniculado lateral (tálamo) O que acontece se houver lesão do nervo ótico do olho esquerdo? Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. PROJEÇÃO RETINOFUGAL EFEITOS DE LESÕES Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. PROJEÇÃO RETINOFUGAL DESTINOS ▪ NGL → Córtex visual ▪ Hipotálamo ▪ Preteto ▪ Colículo Superior 33 ANATOMIA DO CÓRTEX ESTRIADO =CÓRTEX VISUAL PRIMÁRIO = V1 (ÁREA 17) = CÓRTEX ESTRIADO  Várias camadas  Mapa retinotópico (distorcido): Representação da fóvea (campo visual central) sobre- representada comparativamente com retina periférica. 35 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. PROCESSAMENTO VISUAL  CÓRTEX EXTRA-ESTRIADO  Via dorsal (projeta para lobo parietal): perceção e configuração espacial  Área MT – perceção de movimento  Via ventral (projeta para lobo temporal): perceção e reconhecimento de objetos/faces  Área V4 – perceção cor e forma  Área IT – reconhecimento de faces Eagleman, D & Downar, J. Brain and Behavior: A Cognitive Neuroscience Perspective Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  PROCESSAMENTO VISUAL  CÓRTEX EXTRA-ESTRIADO  ESTUDO DE CASO 1  Paciente que sofreu AVC.  Lesão do córtex extra-estriado (Área MT).  Aquinetopsia – perda seletiva da percepção do movimento.  Vê imagens estáticas.  ESTUDO DE CASO 2  Lesão do córtex extra-estriado (Área V4).  Acromatopsia – perda total ou parcial do reconhecimento de cores (cones normais). 37 PROCESSAMENTO VISUAL  CÓRTEX EXTRA-ESTRIADO  Lesão do córtex extra-estriado (Área IT).  Prosopagnosia – dificuldade no reconhecimento de faces.  Área envolvida em processamento visual mas também no armazenamento da memória. https://www.youtube.com/watch?v=Ue4sP2_xxHA https://www.youtube.com/watch?v=q8cXus7SNQY&t=608s  E A VISÃO DOS ANIMAIS? Cão Caracol Abelha Flor miosótis-dos-campos (Myosotis arvensis) é observada por um olho humano e pela visão simulada de uma abelha (da esquerda para a direita). Esta flor sinaliza o estádio de desenvolvimento das suas flores Os cães só têm 2 tipos de cone individuais através de diferentes cores Os caracóis não conseguem focar or especializados em reconhecer radiação apenas detectadas com UVs. reconhecer cores. Apenas conseguem amarela e azul-UV. distinguir diferentes intensidades de luz. https://www.nhm.ac.uk/discover/how-do-other-animals-see-the-world.html © Dr Schmitt, Weinheim germany, uvir.eu BIBLIOGRAFIA  Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2016). Neuroscience: Exploring the Brain, 4th Ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins. Capítulos 9 e 10. 40 PSICOBIOLOGIA LICENCIATURA EM PSICOLOGIA NEUROCIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO LICENCIATURA EM CIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO ANO LETIVO 2024/2025 AULA T5 PSICOBIOLOGIA DO STRESS ANA SOFIA FÉLIX, [email protected] Atendimento: 5ª feira 16h-18h, 6ª feira 12-16h SUMÁRIO STRESS (HISTÓRIA E CONCEITOS BÁSICOS) Homeostase/Alostase Controlo fisiológico da resposta ao stress: eixo SAM, Síndrome de Adaptação Geral, eixo HPA Controlo psicológico da resposta ao stress: coping styles MODULADORES PSICOLÓGICOS DA RESPOSTA AO STRESS CONSEQUÊNCIAS DO STRESS EFEITOS TRANSGERACIONAIS NEUROANATOMIA DO STRESS PSICOBIOLOGIA DO STRESS STRESS  Resposta adaptativa 6 https://www.freepik.com/ PSICOBIOLOGIA DO STRESS STRESS  Resposta “fight-or-flight” 7 PSICOBIOLOGIA DO STRESS STRESS  Stress agudo vs stress crónico PSICOBIOLOGIA DO STRESS STRESS  Stress agudo vs stress crónico “…for animals like zebras, the most upsetting things in life are acute physical crises… An organism can also be plagued by chronic physical challenges” but “viewed from the perspective of the evolution of the animal kingdom, sustained psychological stress is a recent invention, mostly limited to humans and other social primates… We can experience wildly strong emotions (provoking our bodies into an accompanying uproar) linked to mere thoughts… unlike less cognitively sophisticated species”. Sapolsky, Why zebras don’t get ulcers PSICOBIOLOGIA DO STRESS DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO DO CONCEITO DE STRESS  Walter Cannon  Homeostasia: Processo pelo qual o organismo mantém o seu meio interno relativamente constante  Estudo do eixo SAM/ Resposta “fight or flight” 1915 Walter Bradford Cannon, MA, MD (1871– 1945), circa 1908. Photo by J. E. Purdue & Co, Boston, Mass. http://dx.doi.org/10.1016/j.mam.2016.04.007 PSICOBIOLOGIA DO STRESS CONTROLO FISIOLÓGICO DE RESPOSTA AO STRESS  Ativação do Eixo SAM/ Resposta “fight or flight” 12  PSICOBIOLOGIA DO STRESS CONTROLO FISIOLÓGICO DE RESPOSTA AO STRESS  Ativação do Sistema simpático  ativação do eixo SAM (simpático-adrenal-medular) 13 10.1891/9780826134059.0011 Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição  PSICOBIOLOGIA DO STRESS DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO DO CONCEITO DE STRESS  Hans Selye adrenais  Stress: Resposta inespecífica do corpo a qualquer exigência, estímulo ou estado ameaçador, real ou imaginário.  Síndrome de Adaptação Geral (1907–1982) Hans Selye, 1956. Photograph timo by Chris Lund.  Estudo do eixo HPA (Hypothalamus- Pituitary-Adrenals). Nodos linfáticos Organs of a normal rat (left) and a stressed rat (right) which was exposed to the frustrating mental stress of being 14 immobilized on a metal board Mucosa gástrica for 24 h. 1952 10.3109/10253890.2012.710919 PSICOBIOLOGIA DO STRESS A syndrome produced by diverse nocuous agents 10.1176/jnp.10.2.230a PSICOBIOLOGIA DO STRESS CONTROLO FISIOLÓGICO DE RESPOSTA AO STRESS  Síndrome de Adaptação Geral https://www.istockphoto.com/ Time Stress and nutrition; A.C. Brown, C.I. Waslien, 2003  PSICOBIOLOGIA DO STRESS CONTROLO FISIOLÓGICO DE RESPOSTA AO STRESS  Hans Selye Eustress Distress Forgetfulness Diminished Increased mental attention to detail acuity Poor work performance Sadness Pleasure/happiness Emotional outbursts Euphoria Lethargy, apathy Stress and nutrition; A.C. Brown, C.I. Waslien, 2003 17 https://doi.org/10.1007/978-3-319-24187-6_1 PSICOBIOLOGIA DO STRESS CONTROLO FISIOLÓGICO DE RESPOSTA AO STRESS  Sistema estimulado pelo stress (Eixo HPA) Hipotálamo CRH (hormona libertadora de corticotrofina) Hipófise ACTH (corticotrofina) Córtex Cortisol 18 Medula Glândulas suprarrenais Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  PSICOBIOLOGIA DO STRESS CONTROLO FISIOLÓGICO DE RESPOSTA AO STRESS  Sistemas estimulados pelo stress (Eixos HPA e SAM) Hipotálamo Sistema simpático (NA) CRH Hipófise ACTH Córtex Cortisol 19 Orgãos Medula Adrenalina Glândulas suprarrenais Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. PSICOBIOLOGIA DO STRESS CONTROLO FISIOLÓGICO DE RESPOSTA AO STRESS  Sistemas inibidos pelo stress X Sistema parassimpático Hipotálamo X GHRH X GnRH (hormona libertadora da (hormona libertadora de gonadotropinas) hormona do crescimento) Hipófise X GH X LH, FSH (hormona do crescimento) X Progesterona X Somatomedinas X Estrogénio (crescimento) Fígado Gónadas X Testosterona PSICOBIOLOGIA DO STRESS iStock Images Como explico isto? https://www.123rf.com/ https://imgur.com PSICOBIOLOGIA DO STRESS DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO DO CONCEITO DE STRESS / CONTROLO PSICOLÓGICO DE RESPOSTA AO STRESS  Avaliação cognitiva/“appraisal” (Richard Lazarus)  Resposta de stress diferente entre indivíduos Richard Lazarus (1922–2002) https://newsarchive.berkeley.edu/news/media/rele ases/2002/12/04_lazarus.html PSICOBIOLOGIA DO STRESS DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO DO CONCEITO DE STRESS / CONTROLO PSICOLÓGICO DE RESPOSTA AO STRESS  Avaliação cognitiva/“appraisal” (Richard Lazarus)  Avalia benefícios e riscos da situação  Percepção individual dependente de características genéticas, experiência, etc.  Avaliação dos recursos e soluções para prevenir dano, otimizar benefícios  PSICOBIOLOGIA DO STRESS MODULADORES PSICOLÓGICOS DA RESPOSTA AO STRESS (EXEMPLOS)  Previsibilidade do agente de stress 10.1037/H0031583 Jay Weiss (1971) used a specially constructed narrow testing box which was equipped with a paddle that a rat could operate with its paws. Shock was delivered to rats through tail electrodes. He examined the effects of various psychological factors on the development of stomach ulcers - a measure of stress. PSICOBIOLOGIA DO STRESS MODULADORES PSICOLÓGICOS DA RESPOSTA AO STRESS (EXEMPLOS)  Controlo sob o agente de stress Rat 2 could avoid and escape shock by pressing lever. Therefore this rat can use a coping response to control shock delivery. PSICOBIOLOGIA DO STRESS Comparison of odds of decreased mortality across several MODULADORES PSICOLÓGICOS DA conditions associated with mortality. RESPOSTA AO STRESS  Suporte social Aumento de 50% na probabilidade de sobrevivência para participantes com relações sociais mais fortes. “The influence of social relationships on the risk of death are comparable with well-established risk factors for mortality such as smoking and alcohol consumption and exceed the influence of other risk factors such as physical inactivity and obesity.” Note: Effect size of zero indicates no effect.. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1000316.g006 PSICOBIOLOGIA DO STRESS CONSEQUÊNCIAS DO STRESS  Stress agudo vs Stress crónico Resposta - stress agudo Resposta - stress crónico (mal-adaptativa) Mobilização de energia (glucose, oxigénio) Fadiga, diabetes, obesidade Ativação cardiovascular Hipertensão, colesterol Inibição da digestão Úlceras Inibição do crescimento Nanismo Psicogénico, descalcificação Inibição da reprodução Não-ovulação, impotência, decréscimo da líbido Analgesia, melhoria da função imune Imunossupressão, doenças auto-imunes Alterações cognitivas/ limiares sensoriais Degeneração neural PSICOBIOLOGIA DO STRESS CONSEQUÊNCIAS DO STRESS CRÓNICO  Nanismo psicogénico Os efeitos do stress no crescimento: criança com nanismo e a mudança de Growth hormone is measured in ng/ml; growth is expressed as centimeters per 20 days. Food intake is expressed in calories consumed per day. aparência durante período de tratamento. Saenger et al, 1977 in Why Zebras Don't Get Ulcers  PSICOBIOLOGIA DO STRESS CONSEQUÊNCIAS DO STRESS CRÓNICO  Redução do hipocampo – cortisol elevado Chronic mild stress (CMS)-evoked dendritic deficits of prefrontal cortex (PFC) neurons https://doi.org/10.1038/mp.2017.55 PTSD: Post Traumatic Stress Disorder https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.19-12-05034.1999  PSICOBIOLOGIA DO STRESS EFEITOS GERACIONAIS  Comportamento maternal produz efeitos duradouros na resposta comportamental e fisiológica das crias High-nurturing mothers raise high-nurturing offspring, and low-nurturing mothers raise low- nurturing offspring. This may look like a genetic pattern, but it's not. Whether a pup grows up to be anxious or relaxed depends on the mother that raises it - not the mother that gives birth to it. https://doi.org/10.1146/annurev.neuro.24.1.1161 https://www.youtube.com/watch?v=k50yMwEOWGU https://learn.genetics.utah.edu/content/epigenetics/rats PSICOBIOLOGIA DO STRESS EFEITOS GERACIONAIS  Comportamento maternal  Alterações na resposta de stress (eixo HPA)  Filhos de mães que apresentam mais cuidados maternais, têm menores níveis de resposta do eixo HPA (Nr3c1=glucocorticoid receptor gene) https://doi.org/10.1038/nn0309-241  PSICOBIOLOGIA DO STRESS EFEITOS GERACIONAIS  Comportamento maternal produz efeitos na expressão de genes das crias através de mecanismos epigenéticos “Epigenetics is the study of how your behaviors and environment can cause changes that affect the way your genes work. Unlike genetic changes, epigenetic changes are reversible and do not change your DNA sequence, but they can change how your body reads a DNA 34 sequence.” https://www.cdc.gov/genomics/disease/epigenetics.htm https://doi.org/10.1146/annurev.neuro.24.1.1161  PSICOBIOLOGIA DO STRESS NEUROANATOMIA DO STRESS  O sistema do stress integra várias estruturas encefálicas que em conjunto detetam eventos e interpretam-nos como ameaças, ativando os eixos SAM e HPA para restaurar a homeostase. Nuc. solitary tract (NTS); Locus coeruleus (LC); Pre-frontal cortex (PFC); Prelimbic area (PL); Neuroanatomical Infralimbic regions (IL); Ventral Tegmental Area (VTA); substrates responsible Nucleus Accumbens (NAc); for physical (pink) and Hippocampus (HIPPO); psychological (blue) Paraventricular nucleus of hypothalamus (PVN); stressors processing Amygdala (AMY). https://doi.org/10.3389/fnbeh.2018.00127 BIBLIOGRAFIA  Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. (2016). Neuroscience: Exploring the Brain, 4th Ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins, cap. 15.  McEwen, B. S. (2017). Neurobiological and Systemic Effects of Chronic Stress. Chronic Stress.Volume 1: 1–11  Sapolsky, R. M.m (2004). Why Zebras don’t get Ulcers? A Guide to Stress, and Stress-related Diseases, and Coping, 3rd Ed. Owl Books, New York. PSICOBIOLOGIA LICENCIATURA EM PSICOLOGIA NEUROCIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO LICENCIATURA EM CIÊNCIAS COGNITIVAS E DO COMPORTAMENTO ANO LETIVO 2024/2025 AULA T6 BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE ANA SOFIA FÉLIX, [email protected] Atendimento: 5ª feira 16h-18h, 6ª feira 12-16h Bornean Orangutans (Pongo pygmaeus) Mandarin ducks (Aix galericulata) Elephant seal (Mirounga leonina) Orange tip (Anthocharis cardamines) SUMÁRIO A genética do sexo Desenvolvimento e diferenciação sexuais Desenvolvimento e diferenciação sexuais/ Anomalias Controlo hormonal Hormonas x SN x Comportamento Diferenças entre os sexos (anatómicas/cognitivas/comportamentais) Genes x Hormonas x Ambiente x SN BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE A GENÉTICA DO SEXO  46 cromossomas: 44 cromossomas + 2 cromossomas sexuais. 6 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE A GENÉTICA DO SEXO  Cromossoma Y contém gene SRY. 7 2014 Nature Education Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach 10.1016/B978-0-12-802114-9.00010-X BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DESENVOLVIMENTO E DIFERENCIAÇÃO SEXUAIS  Machos:  Gene SRY → ducto de Wolff → órgãos reprodutores masculinos.  Androgénios (T e DHT) e Hormona anti-mulleriana  Fêmeas:  Ducto de Müller → órgãos reprodutores femininos.  Sem necessidade de influência 8 hormonal. Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE 9 Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição  BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DESENVOLVIMENTO E DIFERENCIAÇÃO SEXUAIS 10 MIF: mullerian inhibitor factor = hormona anti-mulleriana BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DESENVOLVIMENTO E DIFERENCIAÇÃO SEXUAIS/ANOMALIAS  Cromossómicas Shulman D, Bercu B: Atlas of Clinical 10.5021/ad.2012.24.3.3688 Endocrinology: Neuroendocrinology and Pituitary Disease. Síndrome de Klinefelter (genótipo XXY) Síndrome de Turner (X0) BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DESENVOLVIMENTO E DIFERENCIAÇÃO SEXUAIS/ANOMALIAS GENÉTICAS  Fêmeas genéticas  Hiperplasia adrenal congénita: produção excessiva de androgénios pelas glândulas suprarrenais. https://doi.org/10.25060/residpediatr X (mutação no gene da enzima 21-hidroxilase) Annals of internal medicine 136(4):320-34 BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DESENVOLVIMENTO E DIFERENCIAÇÃO SEXUAIS/ANOMALIAS GENÉTICAS  Machos genéticos  Mutação no gene da 5-alfa-redutase: Guevedoces (República Dominicana) nascem como meninas mas na puberdade desenvolvem-se como rapazes. https://doi.org/10.1590/S0004-27302001000100007 19 anos https://www.bbc.com/news/magazine-34290981 https://doi.org/10.1016/0002-9343(77)90313-8  BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DESENVOLVIMENTO E DIFERENCIAÇÃO SEXUAIS/ANOMALIAS GENÉTICAS  Machos genéticos (cont.)  Insensibilidade a androgénios: defeitos genéticos nos recetores de androgénios. Maria José Martínez-Patiño(1984/2016) 15 doi:10.1016/S0140-6736(05)67841-5 Santhi Soundarajan (2006) Caster Semenya (2018) BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE ATIVIDADE 1 O novo bebé dos Martins nasceu há seis dias. Os Martins têm quatro filhos mais velhos. No entanto, o novo bebé tem o escroto vazio e o pénis menor do que os irmãos quando nasceram. Uma ressonância magnética não revela testículos na cavidade abdominal mas mostra uma glândula suprarrenal aumentada e ductos/estruturas mullerianas bem desenvolvidas, assim como ovários. Os testes hormonais mostram níveis anormalmente baixos de cortisol e níveis elevados de androstenediona. 1. Qual é o nome do distúrbio genético do bebé? 2. Qual é o seu sexo genético? 3. O que fez com que os seus órgãos genitais se desenvolvessem desta forma? BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE CONTROLO HORMONAL  Hormonas sexuais fundamentais para desenvolvimento e função do sistema reprodutor e para o comportamento sexual.  Machos: androgénios.  Fêmeas: estrogénios e progestogénios. 20 https://collegedunia.com/exams/adolescence-biology-articleid-3593 BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE CONTROLO HORMONAL (eixo HPG) Hipotálamo GnRH (hormona libertadora de gonadotrofinas) Hipófise LH (hormona luteinizante) FSH (hormona folículo-estimulante) Progesterona Gónadas Estradiol 21 Testosterona Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE HORMONAS x SN x COMPORTAMENTO  Efeitos das hormonas sexuais nos neurónios Distribuição de recetores de estradiol no encéfalo de rato 22 Purves et al. Neuroscience Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE HORMONAS x SN x COMPORTAMENTO  Efeitos organizacionais vs efeitos ativacionais GD = gonad development; RTD = reproductive tract development. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-416040-8.00004-3 BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE HORMONAS x SN x COMPORTAMENTO  Efeitos organizacionais x Efeitos ativacionais 10.1016/B978-0-12-802114-9.00010-X BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE HORMONAS x SN x COMPORTAMENTO  Efeitos organizacionais: ocorrem durante desenvolvimento; irreversíveis.  Efeitos ativacionais: ocorrem ao longo da vida; temporários. 25 10.1016/B978-0-12-802114-9.00010-X BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE HORMONAS x SN x COMPORTAMENTO  Efeitos ativacionais 27 Silverthorn, Fisiologia Humana, 7ª edição 2014, Pearson Education BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE ATIVIDADE 2 O bebé J passou por uma diferenciação e desenvolvimento sexual pré-natal normais, mas aos 6 meses de vida do bebé foi submetido a uma circuncisão que correu mal. Por acidente, o médico queimou-lhe o pénis de forma irreparável. Agindo de acordo com recomendações de um outro profissional, os pais concordaram em submeter o seu bebé a uma reconstrução da área genital para se assemelhar aos genitais femininos, a remoção dos testículos e, em seguida, à criação e educação consistente do bebé como uma menina. Explique porque após a remoção dos testículos, este indivíduo começou a apresentar tendências masculinas a partir dos 9 anos? BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE ATIVIDADE 3  Bebé J David Reimer (aka John/Joan) e seu irmão gémeo, Brian, logo após saberem a verdade acerca da infância de David. (Fonte: cortesia de Jane Reimer.) Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DIFERENÇAS COGNITIVAS ENTRE OS SEXOS?  BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DIFERENÇAS ENTRE OS SEXOS  Anatomia do SNC 31 Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain.  BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DIFERENÇAS ENTRE OS SEXOS  Cognição George M. Bodner, a chemical education professor at Purdue University, co-designed a spatial-ability test, featuring the exercise below, to help chemistry students. https://espasmosdeumabarriguta.blogspot.com/2012/06/astop.html Bear, M. F., Connors, B. W., & Paradiso, M. A. Neuroscience: Exploring the brain. BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DIFERENÇAS ENTRE OS SEXOS  Cognição/Comportamento 34 http://dx.doi.org/10.1016/j.conb.2016.02.007 BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DIFERENÇAS ENTRE OS SEXOS  Cognição https://nobaproject.com/modules/hormones-behavior BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE DIFERENÇAS ENTRE OS SEXOS  Comportamento/Preferência de brinquedos 37 https://doi.org/10.1007/s10508-019-01624-7  MASCULINE T OYS 70 Orange Ball 60 BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE Police Car Contact Time (%) 50 * 40 30 DIFERENÇAS ENTRE OS SEXOS 20 10 0 Males Females  Comportamento/Preferência de brinquedos FEMININE T OYS 70 60 * Doll Red Pan Contact Time (%) 50 40 30 20 10 0 Males Females GENDER-NEUT RAL T OYS 70 Picture Book 60 Furry Dog Contact Time (%) 50 40 30 20 38 10 0 Males Females https://doi.org/10.1016/S1090-5138(02)00107-1  BASES NEURAIS DA SEXUALIDADE GENES x HORMONAS x AMBIENTE x SN  Doenças neurológicas/psiquiátricas https://doi.org/10.1038/s41582-019-0294-x 10.20517/