O que é a plasticidade neuronal?

Durante boa parte do século XX, a ciência descrevia o sistema nervoso como uma estrutura praticamente fixa depois de concluída a maturação do cérebro: rígida, inalterável, com uma arquitetura estável para toda a vida.

Se isso fosse totalmente verdade, seria muito difícil explicar algo tão quotidiano como uma pessoa conseguir aprender a tocar um instrumento aos quarenta anos ou recuperar, ainda que parcialmente, de uma lesão cerebral.

As provas acumuladas desde então apontam para uma realidade bastante diferente, resumida num conceito: a plasticidade neuronal, a capacidade do sistema nervoso de se modificar a si próprio em resposta à experiência.

Aprender é, literalmente, mudar o cérebro

O biólogo James Zull coloca-o de forma direta: a aprendizagem tem a ver com mudança e, ao mesmo tempo, é mudança.

Se se entende aprender como uma modificação duradoura do comportamento, faz sentido que venha acompanhada de mudanças funcionais e estruturais reais no cérebro. Uma classificação habitual distingue três tipos:

• Mudanças morfológicas: crescimento de novos terminais, de botões sinápticos e de espinhas dendríticas.
• Mudanças moleculares: modificações nas proteínas das membranas neuronais, que alteram a forma como cada neurónio responde à atividade dos outros.
• Mudanças neuroquímicas: ajustes na síntese e libertação de neurotransmissores, que podem aumentar ou reduzir a eficácia de uma ligação concreta consoante o uso que tenha tido.

A regra de Hebb

Em 1949, o psicólogo canadiano Donald Hebb propôs uma ideia que se tornaria um dos princípios mais citados da neurociência: a memória deve assentar numa mudança estrutural permanente do cérebro, conseguida modificando a eficácia de sinapses que já existiam, e não necessariamente criando ligações de raiz.

Quanto mais se usa uma ligação concreta entre dois neurónios, mais eficiente se torna essa comunicação. A neurobióloga Carla Shatz condensou-o em 1992, num artigo de divulgação sobre o desenvolvimento cerebral, numa frase que ficou como sinónimo da plasticidade:

Os neurónios que disparam juntos ligam-se entre si.

A primeira prova fisiológica direta de um mecanismo deste tipo chegou em 1973. Timothy Bliss e Terje Lømo estimularam com trens de impulsos de alta frequência uma via nervosa que chega ao hipocampo de coelhos anestesiados e observaram que a resposta dos neurónios recetores ficava reforçada durante horas. Chamaram-lhe potenciação de longa duração (LTP), e continua a ser o modelo celular de aprendizagem mais estudado.

A plasticidade neuronal não é, portanto, uma metáfora: é uma mudança física verificável na eficácia e na estrutura das ligações.

O grau em que te envolves ativamente com aquilo que estudas, e não apenas o tempo que lhe dedicas, é o que distingue o nosso teste de abordagem de aprendizagem profunda ou superficial.

Porque é que algumas memórias se fixam e outras se perdem

A plasticidade neuronal também explica porque é que nem tudo o que aprendes fica gravado com a mesma firmeza.

A memória de curto prazo apoia-se em circuitos de neurónios que se mantêm ativos apenas durante segundos; se essa informação não for transferida para um armazenamento mais duradouro, perde-se sem deixar marca permanente.

A memória de longo prazo, pelo contrário, exige mudanças muito mais profundas: síntese de novas proteínas e modificações estruturais permanentes nas ligações sinápticas.

Esse processo de consolidação não é instantâneo, precisa de tempo (de minutos a horas na fase inicial), um intervalo em que pode ser interrompido por acontecimentos como um traumatismo, um choque elétrico ou o álcool. Isso explica porque é que, por vezes, se perde a memória dos minutos imediatamente anteriores a uma pancada ou a um susto intenso, enquanto memórias mais antigas, já consolidadas, permanecem intactas.

Uma mudança que não depende de criar neurónios novos

Convém esclarecer uma coisa: a plasticidade neuronal não consiste, na maioria das vezes, em fabricar neurónios novos de raiz, mas sim em modificar as ligações entre os que já existem.

É uma distinção importante porque separa dois fenómenos relacionados mas diferentes. A neurogénese é o aparecimento de neurónios novos; no cérebro humano adulto limitar-se-ia a regiões muito concretas, como o hipocampo, e o seu alcance real continua em debate. A plasticidade sináptica é o fortalecimento ou enfraquecimento das ligações entre neurónios já existentes, e acontece em todo o cérebro e ao longo de toda a vida.

Quase tudo o que aprendes no dia a dia, desde uma palavra nova até uma habilidade manual, apoia-se sobretudo no segundo mecanismo, muito mais difundido do que o primeiro.

A plasticidade vista em cérebros adultos

Dois estudos de neuroimagem tornaram-se os exemplos clássicos de que a experiência muda a estrutura do cérebro adulto, e não apenas o da criança.

Eleanor Maguire e a sua equipa (2000) compararam as ressonâncias de taxistas de Londres, que têm de memorizar o labirinto de ruas da cidade para obter a licença, com as de pessoas que não conduziam táxis. A parte posterior do hipocampo, envolvida na memória espacial, era maior nos taxistas, e o seu volume aumentava com os anos de profissão; a parte anterior, pelo contrário, era um pouco menor. É um estudo transversal, por isso, por si só, não demonstra a direção causal, mas a correlação com os anos de experiência aponta para uma mudança induzida pelo uso.

Draganski et al. (2004) deram o passo experimental: ensinaram malabarismo a adultos que não o sabiam fazer e observaram, após alguns meses de prática, um aumento de massa cinzenta em zonas do córtex envolvidas no processamento do movimento visual, que voltava a diminuir quando deixavam de praticar.

Por isso, a ideia de aprender praticando, que se associa ao estilo cinestésico, tem uma base biológica que vale para qualquer pessoa e não para um “tipo” de aprendente: a prática continuada deixa marca física, e essa marca também se esbate com a falta de uso.

Fontes

• Bliss, T. V. P. e Lømo, T. (1973). Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anaesthetized rabbit following stimulation of the perforant path. The Journal of Physiology, 232(2), 331-356. doi:10.1113/jphysiol.1973.sp010273
• Draganski, B., Gaser, C., Busch, V., Schuierer, G., Bogdahn, U. e May, A. (2004). Neuroplasticity: Changes in grey matter induced by training. Nature, 427(6972), 311-312. doi:10.1038/427311a
• Hebb, D. O. (1949). The Organization of Behavior: A Neuropsychological Theory. Wiley.
• Maguire, E. A., Gadian, D. G., Johnsrude, I. S., Good, C. D., Ashburner, J., Frackowiak, R. S. J. e Frith, C. D. (2000). Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(8), 4398-4403. doi:10.1073/pnas.070039597
• Shatz, C. J. (1992). The developing brain. Scientific American, 267(3), 60-67. doi:10.1038/scientificamerican0992-60
• Zull, J. E. (2002). The Art of Changing the Brain: Enriching Teaching by Exploring the Biology of Learning. Stylus.