Cérebro

O tecido nervoso surge com os vermes (platelmintos e nematoides), cerca de 550 a 600 milhões de anos atrás, através de aglomerados de células especializadas. Uma novidade evolutiva dos cordados é a corda dorsal, ou notocorda, que se forma durante o desenvolvimento embrionário a partir da mesoderme e está presente pelo menos em uma fase de sua vida. Em organismos mais primitivos, servia apenas para sustentação e suporte à locomoção, mas depois foi substituída pela coluna vertebral, induzindo o desenvolvimento do tubo neural acima dela e dando origem ao sistema nervoso central.

Esquema do sistema nervoso central. Fonte: Toda Matéria

O sistema nervoso transmite sinais entre as diferentes partes do organismo e coordena suas ações voluntárias e involuntárias. Na maioria das espécies animais, o sistema nervoso pode ser dividido em duas partes principais: o central e o periférico.

Sistema nervoso central

Formado pela medula espinhal e pelo encéfalo nos vertebrados, cujas partes estão envolvidas por três membranas de tecido conjuntivo (meninges). A medula espinhal é a continuação do bulbo, alojada no interior da coluna vertebral em seu canal vertebral. A complexidade anatômica do encéfalo, principal centro de controle, está relacionada com o enorme número de funções e processos sensitivos por ele regulados. O encéfalo constituído por:

  • Bulbo – controla funções autônomas (como respiração, pressão sanguínea, etc) e retransmite sinais entre o cérebro e a medula espinhal, atuando junto com outros órgãos como o mesencéfalo e a ponte.
  • Tálamo – formada fundamentalmente por substância cinzenta, atua na transmissão de sinais motores e sensitivos para o córtex, além da regulação da consciência, sono e estado de alerta.
  • Hipotálamo – regula determinados processos metabólicos e outras atividades autônomas, como temperatura corporal, fome, sede, comportamento emocional e ritmo circadiano.
  • Cérebro – formado pelo córtex cerebral, substância branca subjacente e núcleos da base (responsáveis pela coordenação motora, comportamentos de rotina, emoções e cognição, assim como a comunicação com outras partes do encéfalo).
  • Cerebelo – responsável pela manutenção do equilíbrio, pelo controle do tônus muscular, dos movimentos voluntários, e aprendizagem motora.

Olhando evolutivamente, as funções mais básicas estão mais para o centro, e conforme vai subindo, aparecem funções mais complexas: perto da medula está o bulbo, que controla funções autônomas; mais em cima, está o cerebelo, responsável por manter o equilíbrio; depois vão indo funções superiores até chegar no córtex pré-frontal.

O córtex cerebral corresponde à camada mais externa do cérebro dos vertebrados, sendo rico em neurônios e o local do processamento neuronal mais sofisticado e distinto. Em animais com capacidade cerebral mais desenvolvida, o córtex forma sulcos para aumentar a área de processamento neuronal, minimizando a necessidade de aumento de volume.

A substância cinzenta contém o corpo celular do neurônio. Já a substância branca contém tratos de axônios mielíticos – a mielina é uma substância branca lipídica, presente na chamada bainha de mielina e permite maior velocidade na comunicação. Em tecidos vivos, a substância cinzenta tem uma cor mais cinza-amarronzada, a qual vem dos vasos sanguíneos capilares e dos corpos celulares dos neurônios.

Lobos cerebrais. Fonte: Cérebro Mente

De um modo mais geral, cada hemisfério do córtex contém cinco lobos cerebrais – Frontal, Parietal, Temporal, Occipital e Límbico. Existem também quatro sulcos principais – Central, Lateral, Paraoccipital e Cingulato e ainda uma incisura Preoccipital.

Sistema nervoso periférico

Com a função de ligar o sistema nervoso central com as outras partes do corpo, é formado de nervos (estruturas formadas a partir do prolongamento de múltiplos axônios), gânglios nervosos (aglomerado de corpos celulares de neurônios) e órgãos terminais. Os nervos podem ser sensitivos (transmitem os impulsos nervosos do órgão receptor até ao Sistema nervoso central), motores (conduzem o impulso codificado no encéfalo até ao órgão) e mistos.

Os órgãos receptores são os órgãos dos sentidos (visão, audição, olfato, paladar e corpúsculos táteis) com conexões nervosas adaptada à transdução dos diferentes tipos de estímulos captados no mundo exterior. Já os órgãos efetores são basicamente as glândulas (órgão secretor de substâncias) e os músculos (responsáveis pelos movimentos).

Neurônio

Célula do sistema nervoso responsável pela condução do impulso nervoso, o neurônio é constituído por:

  • corpo celular
  • dendritos – prolongamentos numerosos e curtos do corpo celular, receptores de mensagens
  • axônio – prolongamento que transmite o impulso nervoso vindo do corpo celular
Esquema de um neurônio. Fonte: Infoescola

Alguns neurônios comunicam-se através de sinapses elétricas (menos comuns, mais primitivas), que são junções muito estreitas entre dois neurônios. Ela reduz muito o tempo de transmissão do impulso elétrico entre os neurônios, sendo a ideal para comportamentos que exigem rapidez de resposta. Depende da troca de íons por canais (para sódio, cloreto) na membrana celular.

As sinapses químicas são mais comuns fazem uso de neurotransmissores, que são substância químicas como o glutamato, serotonina, dopamina, etc, produzidas pelos neurônios e guardadas em vesículas. Existe uma fenda entre o axônio do neurônio que está transmitindo a informação (neurônio pré-sináptico) e o neurônio que receberá uma descarga de neurotransmissores, o receptor (neurônio pós-sináptico). Quando o impulso nervoso atinge as extremidades do axônio, libertam-se para a fenda sináptica os neurotransmissores, que se ligam a receptores da membrana da célula seguinte, desencadeando o impulso nervoso.

Por exemplo, pisar em algum objeto pontiagudo vai gerar um fluxo de íons com uma mudança no potencial elétrico da membrana do neurônio, o chamado potencial de ação (ou gerador). Se for alto o suficiente, isso gera uma reação em cadeia devido à mudança de tensão e o sinal vai sendo conduzido até o terminal do neurônio. Por sua vez, vai gerar um estímulo suficiente para liberar os neurotransmissores para se comunicar com o próximo neurônio até o centro de processamento desse sinal no sistema nervoso central (onde o sinal é interpretado como dor). Depois, vem a volta desse sinal para os músculos e também para a memória (amídala cerebral) para evitar esse perigo da próxima vez. Isso tudo em milissegundos.

Caso a pessoa esteja em uma situação de perigo, existem outros neurônios modulando a dor sentida para poder fugir do perigo. Nocicepção (ou algesia) é o termo médico para a recepção de estímulos aversivos, transmissão, modulação e percepção de estímulos agressivos. Está intimamente ligada ao sistema límbico, responsável por respostas emocionais. Essa aula de introdução à fisiopatologia da dor tem muita coisa interessante a respeito.

Curiosidade: em um estudo publicado em 2014 da Universidade de Missouri-Columbia (EUA), pesquisadores descobriram que certas plantas respondem a sons específicos que lagartas fazem quando são devoradas por elas. Mesmo quando os exemplares de Arabidopsis thaliana (pequena planta semelhante à couve) era exposta aos sons gravados, ela produzia mais de um óleo contendo uma substância química para afastar os insetos. Não é um sistema nervoso, e sim outra forma ainda em pesquisa de como a planta consegue perceber esses estímulos externos.