Neurociência do Desenvolvimento e da Plasticidade
A neurociência do desenvolvimento e da plasticidade estuda como o sistema nervoso é construído durante o desenvolvimento e como ele continua a mudar ao longo da vida em resposta à experiência, lesões e envelhecimento. Ela conecta a gênese e a diferenciação dos neurônios, a formação de circuitos e a capacidade desses circuitos de serem remodelados pela atividade, tratando o cérebro como uma estrutura que é montada e depois continuamente remodelada, em vez de fixa.
Definition
A neurociência do desenvolvimento e da plasticidade é o estudo dos processos que constroem o sistema nervoso e que permitem que seus circuitos sejam modificados pela atividade e experiência ao longo do desenvolvimento, maturidade, envelhecimento e recuperação de lesões.
Scope
Esta área orienta o leitor através do ciclo de vida do tecido neural: como os neurônios são gerados e especificados, como os períodos críticos de tempo limitado se abrem e fecham, como a experiência impulsiona mudanças duradouras nos circuitos, como o cérebro envelhecido declina e é protegido, e como a função pode ser recuperada após danos. É uma visão geral de referência de um domínio da ciência básica dentro da neurociência e não fornece orientação clínica.
Sub-topics
Core questions
- Como os neurônios são gerados, especificados e montados em circuitos funcionais?
- Por que algumas formas de aprendizado e refinamento de circuitos são restritas a períodos críticos de tempo limitado?
- Como a experiência deixa mudanças estruturais e funcionais duradouras nos circuitos neurais?
- O que impulsiona o declínio do cérebro envelhecido e quais processos o protegem?
- Por quais mecanismos o sistema nervoso recupera a função após uma lesão?
Key concepts
- Neurogênese e diferenciação neuronal
- Refinamento de circuitos dependente da atividade
- Períodos críticos e sensíveis
- Plasticidade dependente da experiência
- Plasticidade sináptica
- Envelhecimento cerebral e as características do envelhecimento
- Recuperação da função e neurorreabilitação
Mechanisms
Ao longo da vida, a mesma lógica se repete: os circuitos neurais são moldados pela atividade padronizada. Durante o desenvolvimento, os neurônios são gerados e se diferenciam, então estendem axônios e formam sinapses que são podadas e refinadas de acordo com a atividade elétrica, de modo que a estrutura inicial é esculpida pelo uso (Katz & Shatz, 1996). Dentro de janelas definidas, a plasticidade é intensificada e depois restringida à medida que os circuitos inibitórios amadurecem e os freios moleculares se acumulam, produzindo períodos críticos (Hensch, 2005). No cérebro maduro, a experiência continua a modificar a força sináptica e a conectividade, enquanto o envelhecimento traz um conjunto progressivo de mudanças celulares e moleculares que corroem essa capacidade (Lopez-Otin et al., 2013). Após uma lesão, a plasticidade residual apoia a recuperação parcial da função, a base sobre a qual a neurorreabilitação atua (Langhorne et al., 2009).
Clinical relevance
Os princípios desta área fundamentam como clínicos e cientistas compreendem as condições do neurodesenvolvimento, o declínio cognitivo relacionado à idade e a recuperação após acidente vascular cerebral ou lesão cerebral. A entrada descreve a biologia que informa esses campos e como a reabilitação aproveita a plasticidade; é material de referência sobre mecanismos e não é uma base para diagnóstico individual ou decisões de tratamento.
Evidence & guidelines
As evidências nesta área abrangem estudos fundamentais em animais e celulares de desenvolvimento e plasticidade, estudos de imagem e lesão em humanos, e ensaios clínicos de reabilitação. Revisões sistemáticas resumem o que se sabe sobre a recuperação motora pós-AVC e as intervenções que a apoiam (Langhorne et al., 2009).
History
O campo surgiu do trabalho do século XX que mostrava que a experiência sensorial molda o córtex em desenvolvimento, mais notavelmente os estudos de Hubel e Wiesel sobre privação visual em gatinhos, que demonstraram janelas de tempo limitado de plasticidade cortical. A descoberta da neurogênese adulta, a dissecção molecular de períodos críticos e a caracterização do envelhecimento como um conjunto de características definíveis subsequentemente ampliaram a área para uma descrição ao longo da vida de como o sistema nervoso é construído, mantido e remodelado.
Key figures
- Carla Shatz
- Takao Hensch
- David Hubel
- Torsten Wiesel
Related topics
Seminal works
- katz-shatz-1996
- hensch-2005
- lopez-otin-2013
Frequently asked questions
- O cérebro é fixo após o desenvolvimento, ou continua mudando?
- Ele continua mudando. Embora a arquitetura geral seja estabelecida durante o desenvolvimento, os circuitos permanecem modificáveis pela experiência ao longo da vida, e a plasticidade residual apoia o aprendizado e a recuperação parcial após uma lesão, embora a capacidade de mudança geralmente diminua com a idade.
- Como esta área se relaciona com doenças do neurodesenvolvimento e neurodegenerativas?
- Ela fornece a biologia básica de como os circuitos se formam, se adaptam e declinam, o que fundamenta a compreensão do desenvolvimento desordenado e da degeneração relacionada à idade; a área em si é material de referência mecanicista, e não orientação clínica.