A célula nervosa, ou, simplesmente, neurônio, é o principal componente do sistema nervoso. Considerada sua unidade anatomo-fisiológica, estima-se que no
cérebro humano existam aproximadamente 15 bilhões destas células, responsável por todas as funções do sistema.
Os neurônios são a base de toda a estrutura de processamento de informações e procedimentos do cérebro. De suas conexões depende a percepção do mundo, o aprendizado, o desenvolvimento das paixões, a raiva e o altruísmo. Uma vez estimulado, um neurônio repassa a informação a outro neurônio por meio de um processo eletroquímico. Os sinais elétricos se propagam como ondas pelos axônios, algo como longos tentáculos do neurônio. Esses impulsos são transformados em sinais químicos nas sinapses, o ponto de contato entre neurônios.(Fialho, 1997).
Existem diversos tipos de neurônios, com diferentes funções dependendo da sua localização e estrutura morfológica, mas em geral constituem-se dos mesmos componentes básicos segundo Fialho (1997):
• corpo do neurônio (soma) constituído de núcleo e pericário, que dá suporte metabólico à toda célula;
• axônio (fibra nervosa) prolongamento único e grande que aparece no soma. É responsável pela condução do impulso nervoso para o próximo neurônio, podendo ser revestido ou não por mielina (bainha axonial) , célula glial especializada, e;
• os dendritos que são prolongamentos menores em forma de ramificações (arborizações terminais) que emergem do pericário e do final do axônio, sendo, na maioria das vezes, responsáveis pela comunicação entre os neurônio através das sinapses.
Basicamente, cada neurônio, possui uma região receptiva e outra efetora em relação a condução da sinalização.
A sinapse é a estrutura dos neurônios através da qual ocorrem os processos de comunicação entre os mesmos, ou seja, onde ocorre a passagem do sinal neural (transmissão sináptica) através de processos eletroquímicos específicos, isso graças a certas características particulares da sua constituição.
Em uma sinapse os neurônios não se tocam, permanecendo um espaço entre eles denominado fenda sináptica, onde um neurônio pré-sináptico liga-se a um outro denominado neurônio pós-sináptico. O sinal nervoso (impulso), que vem através do axônio da célula pré-sináptica chega em sua extremidade e provoca na fenda a liberação de neurotransmissores depositados em bolsas chamadas de vesículas sinápticas. Este elemento químico se liga quimicamente a receptores específicos no neurônio pós-sináptico, dando continuidade à propagação do sinal. (Fialho, 19997).
Um neurônio pode receber ou enviar entre 1.000 a 100.000 conexões sinápticas em relação a outros neurônios, dependendo de seu tipo e localização no sistema nervoso. O número e a qualidade das sinapses em um neurônio pode variar, entre outros fatores, pela experiência e aprendizagem, demonstrando a capacidade plástica do sistema nervoso.
Funcionalmente, pode-se afirmar que o sistema nervoso (SN) é composto por neurônios sensoriais, motores e de associação. As informações provenientes dos receptores sensoriais aferem ao Sistema Nervoso Central (SNC), onde são integradas (codificação/comparação/armazenagem/decisão) por neurônios de associação ou interneurônios, e enviam uma resposta que efere a algum orgão efetor (músculo, glândula). Kandel, 1991, sugere que o "movimento voluntário é controlado por
complexo circuito neural no cérebro interconectando os sistemas sensorial e motor. (...) o sistema motivacional". As respostas desencadeadas pelo SNC são tão mais complexas quanto mais exigentes forem os estímulos ambientais (aferentes). (Tafner URL: http://www.epub.org.br/cm/05/tecnologia/nervoso.html, acessado em 15/05/2000).
Entretanto, a fina complexidade do sistema nervoso e as diversas barreiras metodológicas que existem neste campo para o estudo objetivo de sua estrutura e função requerem uma colaboração extensa entre muitas disciplinas científicas. Biologia molecular e celular, biologia do desenvolvimento, genética, bioquímica, biofísica, farmacologia, eletrônica, tecnologia de informação, engenharia biomédica, matemática,
estatística, física, ciências cognitivas, psicologia, linguística e muitas outras, convergem e se interconectam naquela que provavelmente é a mais interdisciplinar de todas as ciências. A explicação disto é simples: “a neurociência é essencialmente integrativa, porque o seu objeto de estudo (o cérebro) é um órgão integrativo !” (Cardoso e Sabbatini URL:http://www.epub.org.br/cm/06/opinião/interdisc.html, acessado em 03/03/2000).
2.5 Mas o que é disciplina, o que é interdisciplinariedade e o que
é multidisciplinariedade? Qual é o seu valor hoje e como alcançá-lo?
Quais são as diferenças entre interdisciplinariedade e multidisciplinariedade? À medida em que a neurociência objetiva realizar o maior desafio de todas as investigações científicas, este entendimento é importante para muitas coisas.
De acordo com Nissani (1995), uma disciplina é "algo comparativamente auto- contido e isolado do domínio da experiência humana, o qual possui sua própria comunidade de especialistas com componentes distintos tais como metas, conceitos, habilidades, fatos, habilidades implícitas, e metodologias".
Interdisciplinariedade, por outro lado, é "a união dos componentes distintos de duas ou mais disciplinas" na pesquisa ou educação, conduzindo a novos conhecimentos que não seriam possíveis se não fosse esta integração.
A multidisciplinariedade ocorre quando as disciplinas trabalham lado a lado em distintos aspectos de um único problema. A interdisciplinariedade ocorre quando as disciplinas se integram e colaboram entre si.
Por exemplo, a membrana de um neurônio pode ser estudada separadamente pela química ou física como uma fase complexa de moléculas orgânicas com propriedades elétricas distintas, abstraindo inteiramente o fato de que ela é parte de uma célula viva e o resultado de uma evolução orgânica. Isto é pesquisa multidisciplinar. Entretanto, quando a estrutura da membrana e suas propriedades e funções são
estudadas usando uma abordagem combinando as contribuições de várias disciplinas trabalhando juntas, nós temos a interdisciplinariedade. Por exemplo, em um projeto de pesquisa descrito como "a influência de um sistema segundo-mensageiro sobre a conformação molecular de canais iônicos e suas consequências na integração de informação de entrada pelos campos dendríticos de neurônios geneticamente defeituosos na área visual, usando imagens eletrônicas e microfabricação de eletrodos" nós notamos a colaboração de disciplinas de bioquímica, biofísica, neuroanatomia, biologia celular, genética, eletrofisiologia, eletrônica, química, engenharia, entre outras. O resultado desta pesquisa aparentemente importante não seria possível sem esta integração.
O grau de interdisciplinariedade pode variar em muitos domínios, é claro. Nissani propõe caracterizar o grau de integração interdisciplinar em quatro critérios:
• número de disciplinas que está envolvido;
• grau de similaridade entre elas (por ex., matemática e física são similares, genética molecular e eletrônica são menos similares);
• a novidade e criatividade envolvida na combinação, e o grau de integração.
A interdisciplinaritiedade também muda e evolui. Aquilo que foi interdisciplinariedade no passado, tais como a integração entre biologia e física, tornou- se uma disciplina, por ex., biofísica, com o seu próprio conjunto de experimentos.
Leonardo da Vinci representou um ideal que não se pode mais alcançar: o "Homem do Renascimento", que era capaz de dominar simultâneamente muitas formas do conhecimento. Leonardo foi um notável pintor, escritor, filósofo e cosmólogo. A explosão do conhecimento, que começou no Iluminismo e na Era Industrial, e que continua com uma velocidade espantosa em nossa atual Era da Informação (a Biblioteca Nacional de Medicina estima que o conhecimento médico publicado está dobrando em tamanho a cada quatro anos!), deste modo, é impossível a um único cientista abranger qualquer coisa que seja maior que o seu minúsculo campo de especialidade.
A consequência, segundo Leland Miles (apud Cardoso e Sabbatini, URL: http://www.epub.org.br/cm/n06/opinião/interdisc.html, acessado em 03/03/2000), é que "à medida que o conhecimento explode e se fragmenta, torna -se impossível para um indivíduo compreender os diversos fragmentos. Para evitar se afogar neste crescente oceano de conhecimento, cada um de nós tipicamente se agarra em apenas um ou dois 'objetos flutuantes' como se nossa vida dependesse deles, impedindo-nos assim, de olhar a nossa volta. Tentar enxergar para mais além desses poucos fragmentos, significa ser subjugado pelo tamanho deste oceano. Para evitar isso, preferimos permanecer ignorantes de tudo, menos de nossos próprio domínios".
Portanto, poderá ocorrer um bloqueio de muitas pesquisas novas, a menos que aprendamos a cooperar através da pesquisa e educação interdisciplinares. O maior obstáculo para isto é a maneira pela qual as universidades são organizadas. O modelo departamental, onde as disciplinas são isoladas, ensinadas e pesquisadas separadamente, com muito pouco em comum, está condenado, porque isto atrapalha a interação e a integração. Os estudantes não aprendem como trabalhar em equipes interdisciplinares, como pensar de maneira interdisciplinar; deste modo eles simplesmente passarão a repetir as limitações dos seus próprios professores.
O desdobramento da interdisciplinariedade exigirá uma verdadeira revolução, uma reforma abrangente em nossos laboratórios e escolas. A neurociência tem sido exemplar em mostrar os novos caminhos: em todo o mundo, muitos centros de pesquisa e programas educacionais interdisciplinares e multidisciplinares têm sido fundados com sucesso.
Com o objetivo de viabilizar programas interdisciplinares, um novo tipo de profissional está sendo necessário, que seja capaz de trabalhar facilmente com especialistas de muitas das disciplinas que estão sendo integradas e interagir simultaneamente com vários deles. Alguém na equipe deve ter a visão abrangente do projeto, e como e quando as disciplinas vão interagir.
Nós podemos entender como deve ser este profissional, examinando o seguinte modelo conceitual: O Pesquisador Interdisciplinar de Neuroinformática. O pesquisador Interdisciplinar está "Em Cima do Muro", ou seja, não se aprofunda nas duas especialidades envolvidas, mas consegue manter-se em contato com ambas e integrar os conhecimentos de cada uma.
Podemos imaginar que dois pequisadores que trabalham em campos separados e não similares do conhecimento são incapazes de olhar para além de suas disciplinas, "para o outro lado do muro", digamos assim. O pesquisador interdisciplinar, contudo, "fica em cima do muro" e é capaz de enxergar ambos os lados simultaneamente. Ele não tem uma visão em profundidade dos domínios disciplinares, mas tem um razoável domínio sobre ambos; e é justamente isto é que é necessário: que ele coordene e integre os membros da equipe disciplinar.
Por exemplo: suponhamos que queremos entender como uma população de neurônios codifica informação sensorial. Para fazer isto, nós devemos contar com um neurofisiologista celular, um matemático e um engenheiro de software, de forma que possamos implementar e usar uma metodologia apropriada usando registro celular isolado, aquisição de dados computadorizada e análise matemática do comportamento do neurônio.
A existência de um líder de equipe com conhecimento e experiência em todas estas áreas facilitará tremendamente o desenvolvimento de tal projeto. (Cardoso & Sabbatini, URL:http://www.epub.org.br/cm/n06/opinião/interdisc.html, acessado em 14/05/2000).