quarta-feira, 20 de outubro de 2010

Qual a importância dos modelos cognitivos?

A partir dos anos 1990 a pesquisa sobre as bases neuropsicológicas e neurocognitivas das habilidades de processamento numérico e cálculo avançou com a introdução de modelos de  processamento de informação para a análise dos dados experimentais e clinicos. Até o advento do cognitivismo as correlações estrutura-função em neuropsicologia eram interpretadas com base nas associações encontradas entre localizações lesionais e síndromes (conjuntos de sintomas co-ocorrentes).

A análise através de modelos de processamento de informação permitiu identificar e caracterizar melhor os processos cognitivos subjacentes aos diversos sintomas, que em diferentes arranjos constituem uma síndrome. Foi demonstrado então que era possível decompor as diversas síndromes em  déficits de processos funcionais mais específicos, os quais podem ser comprometidos e preservados de formas relativamente segregada. Em um segundo momento, com a ajuda de métodos de neuroimagem funcional, foi possível começar a correlacionar os processos cognitivos com padrões de ativação cerebral relativamente específicos, inclusive em indivíduos normais. Os dois principais modelos utilizados são o modelo cognitivo-neuropsicológico de rota semântica (McCloskey, Caramazza & Basili, 1985) e o modelo de triplo código (Dehaene, 1992, 1997, Dehaene & Cohen, 1995).


Modelo cognitivo-neuropsicológico de rota semântica

O primeiro modelo amplamente utilizado para explicar o processamento numérico e o cálculo foi o modelo cognitivo-neuropsicológico de rota semântica proposto por McCloskey, Caramazza e Basili em 1985. O modelo cognitivo-neuropsicológico de rota semântica foi formulado inteiramente a partir de observações clínicas e experimentais de dissociações no desempenho de pacientes com lesões cerebrais, principalmente de pacientes afásicos.

A neuropsicologia cognitiva é uma abordagem que se utiliza de dados de pacientes com lesão cerebral, realizando estudos quase-experimentais de caso, registrando padrões de desempenho de funções preservadas e comprometidas, sendo a seguir os dados interpretados com base em modelos de processamento de informação.

O principal tipo de evidência empírica considerado em neuropsicologia é a dupla dissociação. Uma dupla-dissociação corresponde a uma situação em que um paciente A tem uma função a' comprometida e a função b' preservfada enquanto um paciente B tem a função b' comprometida e  a função a' preservada. Como os padrões de funções comprometidas e preservadas dos dois pacientes são complementares , os déficits de desempenho não podem ser atribuidos à dificuldade das tarefas ou a declinico cognitivo mais geral. Os resultados de uma dupla-dissociação são então interpretados como evidência para uma organização modular das funções no cérebro. Ou seja, a segregação complementar entre os padrões de funções preservadas e comprometidas nos dois pacientes indica que as duas funções são implementas por redes ou algoritmos neurais ao menos parcialmente segregáveis.

Através da análise dos padrões de dissociação de desempenho de pacientes em tarefas aritméticas, McCloskey e cols. descobriram que as funções relacionadas ao processamento numérico (transcodificação entre as notações arábica e verbal) e ao cálculo (operadores, fatos aritméticos e procedimentos) poderiam ser segregadas clinicamente. Alguns pacientes tinham as habilidades de cálculo aritmético simples preservadas, mas o desempenho era comprometido na realização de tarefas envolvendo a transcodificação entre as diversas notações numéricas. Por outro lado, alguns pacientes apresentavam dificuldades com a transcodificação mas tinham dificuldades com o cálculo. Através da caracterização de uma dupla-dissociação foi possível identificar o processamento numérico e o cálculo como dois componentes específicos do modelo (vide Figura 1).


Figura 1 - Modelo cognitivo neuropsicológico de rota semântica 
(McCloskey, Caramazza & Basili, 1985)


Estudos adicionais mostraram que alguns pacientes poderiam ter comprometida a compreensão dos numerais, enquanto outros tinham a produção afetada. A seguir foi possível identificar que em cartos casos o comprometimento se restringia a uma forma específica de notação, p. ex., a arábica ou a verbal escrita. Assim o modelo foi fraccionado em sistemas específicos para a compreensão e produção de numerais arábicos e para a compreensão e produção de numerais verbais.

Conforme delineado na Figura 1, a observação de que na notação arábica certos pacientes tinham dificuldades para selecionar os algarismos (itens lexicais) enquanto para outros o problema era com a utilização do valor posicional (sintaxe) levou à distinção entre mecanismos lexicais e sintáticos. Para a notação verbal foi possível constatar que o sistema lexical podia ser segregado em termos de representações fonologicas e representações ortográficas.

O estudo de pacientes com a transcodificação preservada porém com o cálculo aritmético comprometido revelou a existência de mecanismos específicos adicionais. Alguns pacientes podem ter o conhecimento dos operados afetado (os sinais de +, -, = etc.), certos perdem o conhecimento dos fatos aritméticos, mas podem realizar as operações através de estratégias de backup,  enquanto uma outra parcela de pacientes têm afetados os procedimentos de cálculo, necessários para a implementação dos algoritmos (vide Figura 1).

Numerosos estudos cognitivo-neuropsicológicos de caso comprovaram de forma independente a existência de pacientes com comprometimentos seletivos de cada um dos componentes postulados no modelo de McCloskey e cols. Entretanto, uma pressuposição adicional do modelo revelou-se insustentável. O modelo de rota semântica pressupõe que todas as operações de transcodificação e de cálculo envolvem necessariamente o acesso a representações semânticas centrais, abstratas, multimodais (vide Figura 1). A hipótese formulada quanto às representações semânticas abstratas de numerosidade foi a de que elas são implementadas sob a forma de potências na base 10 para cada ordem de grandeza, organizads sintaticamente através de operadores de adição e subtração.

A pressuposição de obrigatoriedade do acesso às representações semânticas abstratas tornou-se insustentável ao ser demonstrado que diversos pacientes conseguiam realizar satisfatoriamente as operações de transcodificação sem apresentar evidências de compreensão do seu significado quantitativo. O modelo também foi superado pelo surgimento de evidências experimentais, desenvolvimentais e clinicas de que existe uma forma mais primitiva de representação semântica, não-simbólica (vide o Modelo de triplo código, abaixo). Finalmente, o modelo cognitivo-neuropsicológico restringiu-se ao nível funcional de descrição do sistema, não gerando hipóteses quanto às estruturas neurais que implementam os diversos componentes.


Modelo de código triplo

O modelo mais amplamente utilizado atualmente foi proposto por Stanislas Dehane na Década de 1990 (Deahene, 1992, 1997, Dehaene & Cohen, 1995).



Figura 2 - Modelo neurocognitivo de código triplo
(Dehaene, 1992, 1997, Dehaene & Cohen, 1995)



Os modelos cognitivos são importantes também porque permitem construir uma ponte entre o nível genético/neurobiológico e a expressão comportamental.