Novos estudos apontam como funciona a leitura de palavras a nível cerebral

A leitura é uma habilidade relativamente moderna e exclusivamente humana. Por esta razão, o reconhecimento visual da palavra tem sido um enigma para neurocientistas porque os sistemas neuronais responsáveis pela leitura não poderiam ter evoluído para esta finalidade, de acordo com pesquisadores. "A existência de regiões do cérebro dedicadas à leitura tem sido ferozmente debatidas por quase 200 anos", disse Avniel Ghuman, um professor assistente na Universidade de Pittsburgh (Departamento de Cirurgia Neurológica, EUA). "Wernicke, Dejerine e Charcot, entre os neurologistas e neurocientistas mais importantes e influentes do século 19, debateram se houve ou não um centro visual de palavras no cérebro."

Nos últimos anos, grande parte deste debate centrou-se no giro fusiforme, o que alguns dizem ser a área que forma a palavra visual.

Um novo estudo do MIT revela que uma região do cérebro dedicada à leitura tem conexões para essa habilidade mesmo antes de crianças aprenderem a ler.

Ao “escanear” o cérebro de crianças antes e depois de terem aprendido a ler, os pesquisadores descobriram que podiam prever o local exato onde se desenvolve cada área visual de formação de palavras, de cada criança (VWFA, em inglês), baseada nas conexões daquela região com outras partes do cérebro.

Hoje sabe-se que o cérebro tem uma região exclusivamente dedicada à leitura, uma habilidade que é exclusiva para os seres humanos e só se desenvolveu cerca de 5.400 anos atrás, logo, não haveria tempo suficiente para que a evolução remodelasse o cérebro para essa tarefa específica. O novo estudo sugere que o VWFA, localizado em uma área que recebe a entrada visual, tem conexões com regiões do cérebro associadas com o processamento de linguagens pré-existentes, tornando-a ideal para dedicar-se à leitura. "Conexões de longo alcance que permitem que esta região fale com outras áreas do cérebro parecem conduzir a função", diz Zeynep Saygin, um pós-doc no Instituto McGovern do MIT Institute for Brain Research. "Até onde sabemos, podemos dizer que dentro desta região fusiforme maior do cérebro, apenas a área de leitura tem esses conjuntos específicos de conexões, e é assim que ela é distinguida do córtex adjacente."

Saygin é o principal autor do estudo, que aparece na revista Nature Neuroscience. Nancy Kanwisher, o Walter A. Rosenblith Professor de Brain and Cognitive Sciences e membro do Instituto McGovern, é o autor sênior do papel.

Especializada para a leitura

No córtex cerebral, onde a maioria das funções cognitivas ocorre, há áreas próprias para leitura, bem como reconhecimento de face, compreensão da linguagem, e muitas outras tarefas. Os neurocientistas têm a hipótese de que a localização dessas funções podem ser determinadas por conexões preestabelecidas em outras partes do cérebro, e eles têm algumas boas oportunidades para testar esta hipótese.

A leitura apresenta uma oportunidade única para estudar esta questão porque não se aprende de imediato, dando aos cientistas uma oportunidade para examinar a região do cérebro que se tornará o VWFA antes que as crianças saibam ler. Esta região, localizada no giro fusiforme, na base do cérebro, é responsável pelo reconhecimento das sequências de letras.

As crianças que participaram do estudo foram “escaneadas” duas vezes: primeiro com 5 anos de idade, antes de aprender a ler, e aos 8 anos, depois de terem aprendido a ler. Nos exames aos 8 anos, os pesquisadores definiram precisamente o VWFA para cada criança usando ressonância magnética funcional (fMRI) para medir a atividade do cérebro enquanto a criança lê. Eles também usaram uma técnica chamada imagem ponderada em difusão para traçar as conexões entre o VWFA e outras partes do cérebro.

Os pesquisadores não viram nenhuma indicação de que o fMRI verifica que o VWFA estava respondendo às palavras na idade de 5 anos. No entanto, a região que se tornaria o VWFA já era diferente do córtex adjacente em seus padrões de conectividade. Estes padrões foram tão distintos que poderiam ser usados para prever com precisão o local exato onde VWFA de cada criança viria a se desenvolver.

Embora a área que se tornará a VWFA não responde preferencialmente às letras aos 5 anos, Saygin diz que é provável que a região está envolvida em algum tipo de reconhecimento de objetos de alto nível antes que seja tomada para reconhecimento de palavras quando uma criança aprende a ler. É ainda desconhecido como e por que o cérebro forma as conexões anteriormente.

conexões pré-existentes

A equipe do MIT planeja estudar se este tipo de imagem cerebral poderia ajudar a identificar crianças que estão em risco de desenvolver dislexia e outras dificuldades de leitura. "É uma ferramenta muito poderosa para prever o desenvolvimento funcional três anos antes do tempo", diz Saygin. "Esta poderia ser uma maneira de usar neuroimagem para tentar realmente ajudar as pessoas mesmo antes de ocorrer algum problema."

Outro estudo

Um estudo recente realizado por pesquisadores da Pitt neuroscience aborda este debate e lança luz sobre nossa compreensão da neurobiologia da leitura.

Em um estudo a ser publicado na revista Proceedings, da Academia Nacional de Ciências, Ghuman, Elizabeth Hirshorn de Pitt's Learning Research and Development Center (LRDC, tradução: Centro de aprendizado em pesquisa e desenvolvimento de Pitt) e colegas do Departamento de Psicologia e Centro para a base neural da cognição usaram gravações neuronais diretas e estimulação cerebral para estudar o papel da área na formação visual de palavras na leitura em quatro pacientes epilépticos.

Os pacientes escolheram o tratamento cirúrgico para sua epilepsia que já oferece resistência a drogas, e ofereceram-se para participar do estudo. Como parte do tratamento cirúrgico, neurocirurgiões implantaram elétrodos na área visual que forma palavras de cada paciente, proporcionando uma oportunidade sem precedentes para compreender como o cérebro reconhece palavras impressas.

Em primeiro lugar, a estimulação elétrica cerebral indolor foi usada pelos eletrodos para perturbar o funcionamento normal da área que forma palavras visuais, o que prejudicou a capacidade dos pacientes para ler palavras. Um paciente não percebeu letras, e outro sentiu que havia palavras e partes de palavras presentes que não existiam nas letras que ela estava lendo. Estímulo a esta região não muda a sua capacidade de nomear objetos ou faces.

Além do estimulo através desses eletrodos, a atividade da área foi gravada enquanto os pacientes liam palavras. Utilizando técnicas de aprendizado de máquinas para analisar a atividade cerebral que evoluiu ao longo de algumas centenas de milissegundos a partir desta região, os pesquisadores puderam predizer qual palavra um paciente estava lendo em um momento particular. Isto sugere que a atividade neural nesta área codifica o conhecimento sobre palavras visuais aprendidas que podem ser usadas para discriminar palavras que têm apenas uma letra diferente uma da outra (por exemplo, "dica" e "fica").

A atividade na área que forma a palavra visual, juntamente com suas interações com outras áreas do cérebro envolvidas no processamento da linguagem, podem ser um marcador para leitura proficiente. Ter uma melhor compreensão deste sistema neural pode ser fundamental para o diagnóstico de transtornos de leitura e desenvolver terapias específicas ".

"Este estudo mostra que a área que forma a palavra visual é primorosamente sintonizada com detalhes em palavras escritas e que esta área desempenha um papel fundamental em refinar a representação do cérebro do que estamos lendo. A palavra interrompida, e a percepção da letra vista com estimulação fornece uma evidência direta de que a área visual que forma a palavra, desempenha um papel específico na leitura", disse Hirshorn. "Estes resultados também têm implicações importantes para a compreensão e tratamento de distúrbios de leitura.

"É emocionante que, com modernas técnicas de gravação do cérebro e métodos de análise avançada, estamos finalmente em condições de começar a responder perguntas sobre o cérebro e a mente que as pessoas têm perguntado por séculos e contribuem para a nossa compreensão dos transtornos de leitura", disse Ghuman.

Fonte: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1604126113

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