Capítulo 9 – o Sistema Límbico

O sistema límbico é uma maneira conveniente de descrever vários funcional e anatomicamente interligados núcleos e estruturas corticais que estão localizados no telencephalon e diencephalon. Estes núcleos servem várias funções, no entanto a maioria tem a ver com o controle de funções necessárias para a autopreservação e preservação de espécies. Eles regulam as funções autônoma e endócrina, particularmente em resposta a estímulos emocionais. Estabelecem o nível de excitação e estão envolvidos na motivação e no reforço de comportamentos. Além disso, muitas dessas áreas são críticas para tipos particulares de memória. Algumas destas regiões estão intimamente ligadas ao sistema olfativo, uma vez que este sistema é fundamental para a sobrevivência de muitas espécies.

as áreas que são tipicamente incluídas no sistema límbico caem em duas categorias. Algumas destas são estruturas subcorticais, enquanto muitas são porções do córtex cerebral. Regiões corticais que estão envolvidas no sistema límbico incluem o hipocampo, bem como áreas do neocórtex, incluindo o córtex insular, córtex frontal orbital, giro subcalosal, giro cingulado e giro parahippocampal. Este córtex tem sido chamado de lóbulo límbico porque faz uma borda em torno do corpo caloso, seguindo o ventrículo lateral. Porções subcorticais do sistema límbico incluem o bulbo olfativo, hipotálamo, amígdala, núcleos septais e alguns núcleos talâmicos, incluindo o núcleo anterior e possivelmente o núcleo dorsomedial.

uma maneira na qual o sistema límbico tem sido conceitualizado é como o “cérebro de sentimento e reação” que é interposto entre o “cérebro pensante” e os mecanismos de saída do sistema nervoso. Nesta construção, o sistema límbico está geralmente sob controle do” cérebro pensante”, mas obviamente pode reagir por conta própria. Além disso, o sistema límbico tem seu lado de entrada e processamento (o córtex límbico, amígdala e hipocampo) e um lado de saída (os núcleos septais e o hipotálamo). A maior parte dessas regiões estão conectadas por caminhos que são mostrados na Figura 31.

Hypothalmus

the hypothalamus, the primary output node for the límbic system, has many important connections. Ele está conectado com os lobos frontais, núcleos septais e a formação reticular do tronco cerebral através do feixe do cérebro dianteiro medial. Ele também recebe entradas do hipocampo através do fornix e da amígdala através de duas vias (via amígdalofugal ventral e stria terminalis). O hipotálamo tem centros envolvidos na função sexual, função endócrina, função comportamental e controle autônomo.

para desempenhar suas funções essenciais, o hipotálamo requer vários tipos de insumos. Há entradas da maior parte do corpo, bem como da olfação, vísceras e retina. Ele também tem sensores internos para temperatura, osmolaridade, glicose e concentração de sódio. Além disso, existem receptores para vários sinais internos, particularmente hormônios. Estes incluem Hormonas esteróides, e outras hormonas, bem como sinais internos (tais como hormonas envolvidas no controlo do apetite, tais como leptina e orexina).

o hipotálamo influencia fortemente muitas funções, incluindo autonomias, funções endócrinas e comportamentos. As funções autônomas são controladas através de projeções no tronco cerebral e na medula espinhal. Existem áreas localizadas no hipotálamo que irão ativar o sistema nervoso simpático e algumas que irão aumentar a atividade parassimpática. As funções endócrinas são controladas quer por ligações axonais directas à glândula pituitária posterior (controlo da vasopressina e da oxitocina) quer através da libertação de factores de libertação no sistema portal hipotalâmico-hipofiseal (para influenciar a função pituitária anterior). Há também projeções para a formação reticular que estão envolvidas em certos comportamentos, particularmente reações emocionais.

algumas funções são intrínsecas ao hipotálamo. Estas são funções que requerem uma entrada direta para o hipotálamo e onde a resposta é gerada diretamente através de saídas hipotálamo. Incluem-se coisas como a regulação da temperatura e da osmolaridade. Há muitas funções onde o hipotálamo monitora o melieu interno e produz uma resposta regulatória. Estes incluem a regulação das funções endócrinas e apetite. Por exemplo, o núcleo ventromedial do hipotálamo é considerado uma área de saciedade, enquanto a área hipotalâmica lateral é um centro de alimentação.

adicionalmente, existem muitos comportamentos complexos que são padronizados pelo hipotálamo, incluindo respostas sexuais. A área pré-óptica é uma das áreas de maior dimorfismo sexual (i.e., diferença de estrutura entre os sexos) e, juntamente com os núcleos septais, é uma área de gonadotropina liberando projeções hormonais para a região de eminência mediana do hipotálamo. Estas respostas sexuais envolvem respostas autonômicas, endócrinas e comportamentais.

finalmente, o núcleo supra-fasciasmático recebe entrada direta da retina. Este núcleo é responsável pela retenção de ritmos circadianos ao ciclo dia-noite.

amígdala

a amígdala é uma estrutura importante localizada no lobo temporal anterior dentro do unco. A amígdala faz conexões recíprocas com muitas regiões do cérebro (figura 32), incluindo o tálamo, hipotálamo, núcleos septais, córtex frontal orbital, giro cingulado, hipocampo, giro parahippocampal e tronco cerebral. O bulbo olfativo é a única área que contribui para a amígdala e não recebe projeções recíprocas da amígdala.

a amígdala é um centro crítico para a coordenação de respostas comportamentais, autônomas e endócrinas a estímulos ambientais, especialmente aqueles com conteúdo emocional. É importante para as respostas coordenadas ao estresse e integra muitas reações comportamentais envolvidas na sobrevivência do indivíduo ou da espécie, particularmente para estresse e ansiedade. As lesões da amígdala reduzem as respostas ao stress, particularmente as respostas emocionais condicionadas. A estimulação da amígdala produz excitação comportamental e pode produzir reações direcionadas de raiva.

vários estímulos produzem respostas mediadas pela amígdala. A convergência de entradas é importante, uma vez que permite a geração de respostas emocionais aprendidas a uma variedade de situações. A amígdala responde a uma variedade de estímulos emocionais, mas principalmente aqueles relacionados ao medo e ansiedade.

Hipocampo

O hipocampo é uma antiga área do córtex cerebral, que tem três camadas. Isto está localizado no aspecto medial do lobo temporal, formando a parede medial do ventrículo lateral nesta área. O hipocampo tem várias partes. O giro dentado contém células granulares densamente embaladas. Há uma área curva do córtex chamada Cornu Ammonis (CA) que é dividida em quatro regiões chamadas campos CA. Estes são designados como CA1 a CA4. Estas contêm células piramidais proeminentes. Os campos CA se misturam no subículo adjacente, que, por sua vez, está conectado ao córtex entorhinal no giro parahippocampal do lobo temporal.

existem várias fontes de afetos hipocampos. Estes são principalmente do septo e hipotálamo através do fornix e do córtex entorhinal adjacente. Esta região cortical recebe entrada de áreas difusas do neocórtex, especialmente do córtex límbico, e da amígdala. O córtex entorhinal projecta-se para o giro dentado do hipocampo através da via perforante, sinapsando nas células dos grânulos. Estas células granulares conectam-se a neurônios piramidais na região CA3, que, por sua vez, projetam as células piramidais de Sheaffer para as células piramidais CA1. São estas últimas células que dão origem principalmente ao fornix. A fisiologia destas vias tem sido estudada extensivamente, particularmente em termos de mudanças fisiológicas de longo prazo associadas à memória. Os neurônios hipocampos foram estudados extensivamente em termos de potenciação a longo prazo. Isto requer a activação dos receptores do glutamato e resulta em alterações a longo prazo na excitabilidade neuronal através de efeitos fisiológicos mediados pelo cálcio.

saídas do hipocampo passam principalmente por duas vias. A primeira destas Saídas é através do fornix. Estas fibras de projeto para o mamillary corpos através do pós-comissural fórnix, os núcleos septais, a preoptic núcleo do hipotálamo, para o corpo estriado ventral e partes do lobo frontal através do precommisural fórnix. Há um grande número de projeções do hipocampo de volta ao córtex entorhinal.

a Figura 31 demonstra muitas das vias importantes dentro do sistema límbico. Note que o hipocampo tem conexões recíprocas com o córtex, bem como saídas ao longo do fornix. Historicamente, o ciclo começando com o hipocampo projetando-se para os corpos mamilares, com retransmissão para o núcleo tálamo anterior, em seguida, o giro cingulado, o córtex entorhinal e de volta para o hipocampo foi pensado para ser um circuito importante. Isto recebeu o nome de “circuito Papez”. A natureza circular desta conexão, no entanto, não parece ter significado funcional.

o hipocampo tem várias funções. Ajuda a controlar a produção de corticosteróides. Tem também um contributo significativo para a compreensão das relações espaciais no ambiente. Além disso, o hipocampo está criticamente envolvido em muitas funções de memória declarativa.

existem vários tipos de memória. Memória explícita ou declarativa refere-se à memória de fatos e eventos. Qualquer memória que possa ser completamente explicada em palavras é deste tipo. No entanto, a memória implícita ou não declarativa também é muito importante. A aprendizagem de competências, bem como a aprendizagem associativa, tais como respostas condicionadas e emocionais, são exemplos comuns de memória não declarativa ou implícita. A memória explícita depende do lobo temporal medial e da relação entre o hipocampo e a região entorhinal do giro parahippocampal.

existem várias áreas envolvidas na memória explícita. O hipocampo desempenha um papel crítico na memória de curto prazo, o que é absolutamente necessário para que padrões de memória de longo prazo sejam estabelecidos. As lesões do hipocampo não afetam memórias antigas e estabelecidas. Estas lesões afetam a nova aprendizagem declarativa. Em última análise, o armazenamento de memória é transferido para outras áreas do córtex cerebral, e a localização da codificação dessas memórias pode ser uma função do tipo de memória. Memórias estabelecidas envolvem áreas de associação no lobo frontal e córtex da Associação parieto-temporal-occipital.

o hipocampo não só é ativo na codificação de memórias, mas também na sua recuperação. A ativação do hipocampo pode ser vista neste caso de aprender sobre novos ambientes e de recuperar direções.

córtex límbico

o córtex pré-frontal é anterior ao córtex pré-motor. O córtex frontal orbital é a porção sobre as órbitas. Esta parte do córtex é extremamente bem desenvolvida em humanos e é fundamental para o julgamento, discernimento, motivação e humor. Também é importante para reações emocionais condicionadas. O córtex pré-frontal recebe entrada das outras áreas do córtex límbico, da amígdala e dos núcleos septais e tem conexões recíprocas com cada uma dessas áreas e com o núcleo dorsomedial do tálamo.

danos na área pré-frontal produzem dificuldades com raciocínio abstrato, humor de julgamento e resolução de quebra-cabeças. O efeito dos danos do lobo frontal no humor depende da parte específica do córtex pré-frontal danificado. O comportamento do paciente é muitas vezes descrito como sem tacto. Além disso, esta parte do córtex também pode ser fortemente afetada pelo álcool.

a função do córtex pré-frontal é anormal nas alterações de humor. A depressão é mais frequentemente associada com o aumento da atividade em partes do lobo frontal, especialmente as regiões medial, incluindo o subgenual parte do córtex cingulado anterior, e diminuição da atividade no giro cingulado posterior.

olfação faz fortes conexões com as porções anteriores do lobo temporal e da amígdala. O córtex olfactivo é estruturalmente mais simples do que outras porções do córtex cerebral e é denominado alocórtex (ver secção XI). Inclui o córtex periamigdalóide e pré-forma que compreende a parte anterior do giro parahippocampal que cobre a unco. Em algumas espécies, é claro, a olfação é mais importante do que em outras. Os filamentos olfactivos atravessam a placa cribiforme e sinapse com células mitrais nos bolbos olfactivos. Axônios dessas células compõem o trato olfativo que se estende para estruturas temporais anteriores bilateralmente, bem como o prosencéfalo basal.

sinais olfativos são transmitidos para várias outras regiões cerebrais após o seu término inicial no córtex olfativo. O córtex olfativo afeta o lobo frontal através de conexões com o núcleo dorsomedial do tálamo. Projeções do córtex olfativo para a amígdala podem influenciar reações emocionais e endócrinas particularmente através de conexões com o hipotálamo.

existem várias síndromes interessantes que elucidam aspectos das funções límbicas. A síndrome de Kluver-Bucy ocorre com lesões bilaterais dos lobos temporais. Bloqueia as respostas emocionais nos animais, que se tornam bastante dóceis. Eles não têm medo de coisas às quais sua espécie deve reagir, por exemplo, no caso de um macaco, um comprimento de corda. Os animais tornam-se hipersexuais e envolvem-se em comportamento de exploração compulsiva, especialmente com a boca.

como descrito anteriormente, há caminhos através do prosencéfalo que estão envolvidos no reforço de comportamentos e na “recompensa”. A estimulação elétrica desses locais é altamente fortalecedora para o comportamento. Muitas dessas vias envolvem dopamina e são comumente afetadas por drogas de dependência. A habituação nestas vias com a administração crónica de drogas viciantes é um dos objectivos mais importantes da investigação sobre a toxicodependência. a Figura 26 mostra as projeções estriatais ventrais para o palidez ventral que, por sua vez, projeta através do núcleo dorsomedial do tálamo para áreas limbicas do córtex. O estriato ventral consiste principalmente do núcleo accumbens, que é um alvo importante de projeções dopaminérgicas da área tegmental ventral.

vários compostos viciantes afetam a atividade da transmissão da dopamina nos sistemas nucleus accumbens (mesolímbico) e cortical frontal (mesocortical). Adicionalmente, estas vias parecem ser funcionalmente desequilibradas em doentes com esquizofrenia. Parece que os doentes com esquizofrenia diminuíram os efeitos dopaminérgicos através dos sistemas mesocorticais até ao córtex pré-frontal. Isto pode produzir sintomas como abstinência social e diminuição da capacidade de resposta emocional. Simultaneamente, existe um aumento relativo dos efeitos dopaminérgicos através do sistema mesolímbico no sistema estriatal ventral, resultando em sintomas positivos de delírios e alucinações.