NATIONAL SCIENTIFIC COUNCIL ON THE DEVELOPING CHILD
O Período e a Qualidade das Experiências da Primeira Infância se Combinam para Moldar a Arquitetura do Cérebro
Centro de Desenvolvimento Infantil – UNIVERSIDADE DE HARVARD
NATIONAL SCIENTIFIC COUNCIL ON THE DEVELOPING CHILD
MEMBROS Jack P. Shonkoff, M.D., Presidente Professor ‘Julius B. Richmond FAMRI’ de Saúde e Desenvolvimento Infantil; Diretor do Centro de Desenvolvimento Infantil da Universidade de Harvard W. Thomas Boyce, M.D. Chefe de Departamento de Desenvolvimento Infantil no Centro de Saúde Sunny Hill BC; Professor de Pós-Graduação e Medicina da Universidade British Columbia, Vancouver Judy Cameron, Ph.D. Professora de Psiquiatria da Universidade de Pittsburgh; Cientista Sênior do Centro de Pesquisa Oregon National Primate; Professora de Neurociência Comportamental e Obstetrícia & Ginecologia da Universidade Oregon Health and Science Greg J. Duncan, Ph.D. Professor ‘Edwina S. Tarry’ de Desenvolvimento Humano e Política Social; Professor Bolsista do Instituto de Pesquisa Política da Universidade Northwestern Nathan A. Fox, Ph.D. Professor Honorário; Diretor do Laboratório de Desenvolvimento Infantil da Universidade de Maryland, em College Park William T. Greenough, Ph.D. Professor ‘Swanlund’ de Psicologia, Psiquiatria e Biologia Celular e do Desenvolvimento; Diretor do Centro de Estudos Avançados da Universidade de Illinois, Urbana-Champaign Megan R. Gunnar, Ph.D. Professora Emérita e Professora Honorária ‘McKnight University’ do Instituto de Desenvolvimento Infantil da Universidade de Minnesota Eric Knudsen, Ph.D. Professor ‘Edward C. e Amy H. Sewall’ de Neurobiologia na Escola de Medicina da Universidade de Stanford Pat Levitt, Ph.D.
Professor de Farmacologia, Cátedra ‘Annette Schaffer Eskind’, e Diretor do Centro Kennedy de Pesquisa em Desenvolvimento Humano da Universidade Vanderbilt Charles A. Nelson, Ph.D. Cátedra ‘Richard David Scott’ em Pesquisa de Medicina em Desenvolvimento Pediátrico no Children’s Hospital Boston; Professor de Pediatria na Harvard Medical School Deborah Phillips, Ph.D. Professora de Psicologia e Professora Associada do Instituto de Política Pública; Co-Diretora do Centro de Pesquisa da Criança nos EUA, Universidade de Georgetown Ross A. Thompson, Ph.D. Professor de Psicologia da Universidade da Califórnia, em Davis MEMBROS COLABORADORES Susan Nall Bales Presidente do FrameWorks Institute Bruce S. McEwen, Ph.D. Professor ‘Alfred E. Mirsky’; Chefe do Laboratório de Neuroendocrinologia Harold and Margaret Milliken Hatch, The Rockefeller University Arthur J. Rolnick, Ph.D. Vice-Presidente Sênior e Diretor de Pesquisa do Federal Reserve Bank de Minneapolis PARCEIROS The FrameWorks Institute The Johnson & Johnson Pediatric Institute The National Conference of State Legislatures The National Governors Association Center for Best Practices PATROCINADORES The Buffett Early Childhood Fund The John D. and Catherine T. MacArthur Foundation The Pierre and Pamela Omidyar Fund Sobre os Autores O National Scientific Council on the Developing Child, abrigado no Centro de Desenvolvimento Infantil da Universidade de Harvard, é uma instituição resultante de uma colaboração multidisciplinar concebida para fazer com que a ciência da primeira infância e do primeiro desenvolvimento cerebral seja levada em conta nas decisões governamentais. Estabelecido em 2003, o Conselho está empenhado em uma abordagem baseada em evidências científicas para a construção de uma ampla vontade pública que transcenda a política partidária e reconheça as responsabilidades complementares da família, comunidade, local de trabalho e do governo de promover o bem-estar de todas as crianças. Para mais informações, acesse o site www.developingchild.net. Observação: O conteúdo deste estudo é de exclusiva responsabilidade dos autores e não representa necessariamente as opiniões dos fundadores e parceiros. Citação sugerida: National Scientific Council on the Developing Child (2007). O Período e a Qualidade das Experiências da Primeira Infância se Combinam para Moldar a Arquitetura do Cérebro: Documento de Trabalho nº 5. http://www.developingchild.net.
Š dezembro de 2007. National Scientific Council on the Developing Child do Centro de Desenvolvimento Infantil da Universidade de Harvard.
A Questão AS BASES DA ARQUITETURA DO CÉREBRO SÃO ESTABELECIDAS NO INÍCIO DA VIDA POR MEIO DE UMA SÉRIE contínua de interações dinâmicas, em que as condições do ambiente e as experiências pessoais têm impacto significativo na forma como as predisposições genéticas são expressas1-7. Pelo fato de experiências específicas afetarem circuitos específicos do cérebro durante estágios específicos do desenvolvimento – denominados períodos sensíveis8,9 – é de vital importância aproveitar essas oportunidades iniciais no processo de construção do desenvolvimento. Ou seja, a qualidade do ambiente inicial de uma criança e a disponibilidade de experiências apropriadas nas fases certas do desenvolvimento, são fundamentais para determinar os pontos fortes e fracos da arquitetura do cérebro que, por sua vez, determinam o quão bem ele ou ela será capaz de pensar e regular as emoções. Tal como na construção de uma casa, certas partes da estrutura do cérebro precisam ser formadas em uma determinada sequência, e necessitam ser adequadas para que sirvam de base ao projeto de desenvolvimento em longo prazo. Da mesma forma que a falta dos materiais certos pode resultar em alterações nos projetos, a falta de experiências apropriadas pode levar a alterações nos planos genéticos. Além disso, embora o cérebro mantenha a capacidade de se adaptar e de mudar ao longo da vida, esta capacidade diminui com a idade10-12. Assim, a construção de habilidades cognitivas, sociais e emocionais mais avançadas sobre uma base inicial fraca da arquitetura do cérebro, é bem mais difícil e menos eficaz do que fazer as coisas certas desde o início13. A influência excepcionalmente elevada das primeiras experiências na arquitetura do cérebro faz com que os primeiros anos de vida sejam ao mesmo tempo um período de grande oportunidade e de grande vulnerabilidade para o desenvolvimento cerebral. Um ambiente que desde cedo promove o crescimento com os nutrientes adequados, livre de toxinas e repleto de interações sociais com um cuidador atencioso, prepara a arquitetura do cérebro em desenvolvimento para funcionar em condições ideais num ambiente saudável14,15. Por outro lado, um ambiente inicial adverso que seja insuficientemente suprido por nutrientes, que contenha toxinas ou que não apresente estímulos sensoriais, sociais ou emocionais apropriados, resulta em circuitos cerebrais com falhas7,16-19. Uma vez estabelecida, essa base fraca pode ter efeitos prejudiciais ao futuro desenvolvimento do cérebro, mesmo que um ambiente saudável seja restaurado numa idade mais avançada. A suscetibilidade considerável de um cérebro jovem em desenvolvimento aos efeitos sinérgicos do ambiente e das experiências tem implicações enormes para as autoridades, pais e sociedade. A grande quantidade de evidências científicas demonstra claramente que aspectos
cruciais da arquitetura cerebral começam a ser moldados pela experiência antes e logo após o nascimento, e muitos aspectos fundamentais desta arquitetura são estabelecidos bem antes que uma criança entre na escola1,79,20-22.
Aspectos cruciais da arquitetura cerebral começam a ser moldados pela experiência antes e logo após o nascimento, e muitos aspectos fundamentais desta arquitetura são estabelecidos bem antes que uma criança entre na escola.
No entanto, apesar do aumento do investimento público em educação fundamental e secundária, continua a existir em nossa sociedade uma persistente tolerância aos cuidados e educação de má qualidade no período da primeira infância. Neste contexto, as evidências científicas indicam que para as crianças alcançarem o seu pleno potencial, as comunidades precisam dar apoio à capacidade de todas as famílias de fornecer uma variedade de experiências estimulantes e apropriadas nos primeiros anos, quando o cérebro de uma criança está perfeitamente programado para se beneficiar com tipos específicos de experiências, e depois se desenvolver sobre esta base cerebral robusta por meio de uma exposição contínua a experiências de alta qualidade, apropriadas à idade, ao longo dos anos seguintes na escola23.
O Que a Ciência Nos Diz A arquitetura do cérebro depende das influências mútuas da genética, do ambiente e da experiência. A genética fornece um plano básico para o desenvolvimento do cérebro, assim como um arquiteto fornece uma planta para a construção de uma casa. O plano genético instrui as propriedades básicas das células nervosas e estabelece as regras básicas para a interconexão entre elas, dentro e entre os circuitos. Desta maneira, os genes fornecem o plano de construção inicial para a arquitetura do cérebro. O ambiente no qual o cérebro começa a se desenvolver pode ter uma profunda influência sobre sua arquitetura inicial. Assim como a seleção dos melhores materiais de construção permite a realização do pleno potencial da planta do arquiteto, um ambiente saudável desde o período pré-natal permite que a potencialidade total do plano genético para o cérebro seja expressa. Isto inclui um suprimento abundante de nutrientes, a ausência de toxinas e hábitos saudáveis, pessoais e sociais, da gestante14,15. Por outro lado, um ambiente com falta de nutrientes essenciais, ou contendo toxinas que resultam de comportamentos não saudáveis, como o consumo excessivo de álcool por parte da mãe durante a gravidez ou a ingestão de chumbo na infância, pode fazer com que os neurônios adquiram propriedades anormais ou conexões anômalas com outras células cerebrais17,18,22. Além disso, um ambiente prénatal adverso pode na verdade alterar o plano genético para o cérebro 19,32. Esses efeitos das condições ambientais de risco podem causar mudanças nos circuitos neurais de forma a impedir que eles funcionem bem, ou mesmo que cheguem a funcionar, ainda que em um ambiente posterior saudável.
As experiências durante os períodos sensíveis do desenvolvimento desempenham um papel extremamente importante na formação das capacidades do cérebro.
A experiência se refere à interação de uma criança com o seu ambiente. Em seres humanos, essa experiência começa antes do nascimento, pois o feto sente e responde ao ambiente do útero18. Essa experiência inicial influencia a arquitetura básica dos circuitos de nível inferior que amadurecem na fase inicial. Após o nascimento, a experiência desempenha um papel cada vez mais importante na formação da arquitetura dos circuitos neurais em desenvolvimento, para que funcionem de forma perfeita em cada indivíduo8,15,20,33. Assim como um mestre carpinteiro modifica a planta de uma casa para se adaptar às necessidades de sua configuração específica e às pessoas que irão morar nela, a experiência ajusta o plano genético para o cérebro e molda a arquitetura de seus circuitos neurais de acordo com as
necessidades e o ambiente característico do indivíduo2,6,15. Consequentemente, a experiência saudável e estimulante resulta em uma arquitetura do cérebro que funciona dentro de seu pleno potencial genético, e a persistente adversidade leva a uma fraca arquitetura do cérebro com capacidades deficientes. Os ambientes e experiências iniciais têm influência excepcionalmente elevada sobre a arquitetura do cérebro. Para a maioria dos circuitos neurais, os efeitos que o ambiente e a experiência individual podem causar sobre sua arquitetura são especialmente potentes no momento em que os circuitos estão amadurecendo8. Quando um circuito começa a funcionar, o seu ambiente químico e as informações elétricas processadas por ele podem ter um impacto enorme sobre o circuito, causando ajustes no plano genético e mudanças fundamentais em sua arquitetura. Para a maioria dos circuitos, após o amadurecimento, os planos genéticos e a arquitetura ainda podem ser modificados pela experiência, mas a extensão dessas modificações posteriores tende a ser muito mais limitada. O período de sensibilidade excepcional aos efeitos do ambiente e da experiência é chamado de período sensível para aquele circuito. Pelo fato de ser bem mais difícil alterar substancialmente os circuitos neurais após o término de seu período sensível, as experiências durante esses períodos sensíveis desempenham um papel extremamente importante na formação das capacidades do cérebro. Alguns exemplos de capacidades comportamentais que demonstraram ter sido afetadas por períodos sensíveis do circuito subjacente incluem a visão4,34, a audição10, a linguagem35 e as respostas a estímulos sociais2,13,15. A maior flexibilidade dos circuitos em um cérebro jovem em desenvolvimento é explicada principalmente por três fatores. O primeiro é que durante os estágios iniciais de formação, o cérebro desenvolve conexões bem mais extensas do que necessita para funcionar de forma ideal, e as conexões que não são úteis são cortadas ao longo do tempo4. Em segundo lugar, o ambiente molecular e os mecanismos celulares que permitem a formação de novas conexões e a eliminação de conexões incorretas são extremamente ativos em um circuito enquanto ele está amadurecendo8. E o terceiro é que os circuitos neurais são bem mais flexíveis antes que um padrão específico de conexões tenha se formado e esteja totalmente ativado1. Consequentemente, uma vez que um padrão de um circuito específico se estabelece, fica difícil que efeitos de experiências novas e diferentes alterem esta arquitetura36,37. Isto significa que a experiência inicial tem uma grande vantagem na formação da arquitetura dos circuitos cerebrais em desenvolvimento, antes que eles estejam totalmente maduros e estabilizados. Capacidades mentais diferentes amadurecem em estágios diferentes no desenvolvimento de uma criança. Aspectos da função mental são
executados por diferentes hierarquias de circuitos neurais no cérebro. As hierarquias de circuitos que analisam a informação visual são diferentes das que processam informações auditivas, aprendem o idioma, se lembram de eventos recentes, planejam ações futuras ou determinam respostas emocionais. Como essas várias hierarquias amadurecem em momentos diferentes da vida de uma criança24, as mesmas condições ambientais produzirão diferentes experiências cognitivas e emocionais para uma criança, dependendo da idade dela20,25,26. Mesmo dentro de uma única hierarquia – como a visual, auditiva ou de desenvolvimento da linguagem – diferentes circuitos neurais amadurecem em momentos distintos. Os circuitos que processam a informação de nível inferior amadurecem mais cedo do que aqueles que processam a informação de nível superior27. Na hierarquia neural que analisa informações visuais, por exemplo, os circuitos de nível inferior que analisam cor, forma ou movimento ficam totalmente maduros muito antes dos circuitos de nível superior que interpretam estímulos complexos, como as expressões faciais, ou que identificam dados significativos, como objetos frequentemente utilizados26,28-30. Para o cérebro em desenvolvimento, isto significa que a capacidade de perceber aspectos simples do mundo e de fazer julgamentos sociais e emocionais simples, se desenvolve muito antes da capacidade de fazer análises cognitivas complexas20,31. Resumindo, a capacidade das crianças de interpretar o que veem muda ao longo do tempo na medida em que seus circuitos cerebrais são construídos. Assim, é importante que as experiências proporcionadas nos primeiros anos sejam apropriadas para o estágio de desenvolvimento da criança pequena. Ler um livro de figuras com um bebê que está aprendendo a falar, por exemplo, oferece uma oportunidade importante para apontar e falar sobre as figuras, e não de se concentrar nas palavras escritas. A capacidade de decodificar a linguagem escrita vem mais tarde, quando são construídos os circuitos cerebrais apropriados, de nível superior. Os períodos sensíveis ocorrem em idades diferentes para partes distintas do cérebro. Diferentes circuitos neurais têm seus períodos sensíveis em idades diferentes. Os períodos sensíveis para circuitos neurais que realizam análises de nível inferior dos estímulos sensoriais tendem a acabar antes ou logo após do nascimento38,39. Em contraste, os períodos sensíveis para circuitos de nível superior que processam aspectos complexos do mundo, tais como os sinais de comunicação (incluindo a linguagem) ou a interpretação de expressões faciais, terminam muito mais tarde no desenvolvimento26,35,40.
Formação de Sinapses no Cérebro em Desenvolvimento
Como os circuitos de nível inferior amadurecem mais cedo e os circuitos de nível superior amadurecem depois, diferentes tipos de experiências em idades diferentes são fundamentais para o desenvolvimento ideal do cérebro41 esse conceito é chamado de experiência apropriada para a idade. Logo após o nascimento, são necessárias experiências básicas em termos sensoriais, sociais e emocionais para otimizar a arquitetura dos circuitos de nível inferior. Em idades posteriores, tipos mais sofisticados de experiências passam a ser fundamentais para a formação dos circuitos de nível superior. Quando os adultos ou as comunidades esperam que crianças pequenas dominem habilidades para as quais os circuitos cerebrais necessários ainda não se formaram, eles perdem tempo e recursos, e podem até prejudicar o desenvolvimento saudável do cérebro ao induzir um estresse excessivo na criança. As primeiras experiências de estímulos estabelecem a base para a aprendizagem posterior. Os circuitos neurais de nível superior que realizam funções mentais sofisticadas dependem da qualidade das informações fornecidas pelos circuitos de nível inferior. Circuitos de nível inferior cuja arquitetura foi formada por experiências saudáveis no início da vida fornecem informações precisas e de alta qualidade aos circuitos de nível superior. A informação de alta qualidade, em combinação com experiências sofisticadas mais tarde na vida, permite que a arquitetura dos circuitos envolvidos em funções superiores tire o máximo proveito de seu potencial genético. Assim, a aprendizagem inicial estabelece as bases para a aprendizagem posterior, e é essencial (embora não suficiente) para o desenvolvimento de uma arquitetura ideal do cérebro. Em suma, as primeiras experiências de estímulos devem ser seguidas por experiências mais sofisticadas e diversificadas mais tarde na vida,
quando os circuitos de nível superior estiverem amadurecendo, para que se possa alcançar o pleno potencial13,20,42,43. Uma experiência inicial empobrecida pode provocar efeitos negativos graves e duradouros sobre as capacidades futuras do cérebro. Os períodos sensíveis agem como uma faca de dois gumes. Por um lado, um período sensível permite que um circuito neural otimize sua arquitetura para as necessidades e o ambiente do indivíduo33,44. Por outro lado, este período de extrema receptividade também torna o circuito vulnerável aos efeitos prejudiciais da adversidade16,45. Do mesmo modo que uma fundação defeituosa tem efeitos prejudiciais de longo alcance sobre a qualidade e resistência de uma casa, as experiências iniciais adversas podem ter efeitos prejudiciais de longo alcance sobre o desenvolvimento da arquitetura do cérebro. Experiências estressantes durante os períodos sensíveis alteram a função e arquitetura de circuitos neurais específicos, pois esses circuitos adaptam suas propriedades funcionais à adversidade que vem sendo vivida8,10,38. Conforme mostrado por experimentos em que animais foram submetidos a estresse significativo, quando as condições adversas duram mais tempo do que o período sensível de um circuito, as mudanças promovidas na arquitetura do circuito se tornam estáveis e tendem a persistir no cérebro adulto46,47. Posteriormente, embora a capacidade residual de plasticidade do cérebro possa atenuar os efeitos adversos da arquitetura alterada do circuito, os circuitos neurais afetados não processam tão bem a informação quanto poderiam caso o animal tivesse sido exposto a uma experiência apropriada durante o período sensível. A informação degradada que é transmitida pelo circuito neural alterado pode impedir que os circuitos de nível superior recebam as informações que precisam para moldar suas arquiteturas da maneira ideal, mesmo após um ambiente rico ter sido restaurado mais tarde na vida. A plasticidade cerebral continua durante a vida. Os circuitos neurais, especialmente os especializados em aprendizagem, continuam a adaptar sua arquitetura em resposta à experiência ao longo dos anos adultos10,11. Mesmo os circuitos que passam por períodos sensíveis mantêm um grau de flexibilidade que lhes permite adaptar sua arquitetura, pelo menos parcialmente, para as experiências na vida adulta12,48. A plasticidade de muitos desses circuitos em animais adultos pode ser reforçada significativamente ao intencionalmente atrair a atenção para as informações que estão sendo processadas pelo circuito10. Por exemplo, a plasticidade na representação de frequências de som no córtex auditivo pode ser induzida – muito tempo depois do término do período sensível apropriado – ao fazer os animais adultos atenderem a frequências específicas de som para receber uma recompensa alimentar49. A capacidade residual de plasticidade em circuitos neurais maduros permite, então, alguma recuperação das capacidades cerebrais, mesmo em adultos. Para que o cérebro possa tirar o máximo de vantagem de
sua plasticidade, a experiência precisa ser ajustada para ativar os circuitos neurais relevantes e a atenção do indivíduo deve se envolver na tarefa 7. As implicações de intervenções posteriores no desenvolvimento são claras: a tarefa será mais difícil, mais onerosa em termos de esforço social e individual, e possivelmente menos ampla e duradoura.
Distorções Populares da Ciência NA MEDIDA EM QUE OS AVANÇOS NA NEUROCIÊNCIA TÊM RECEBIDO uma atenção crescente, cresce em paralelo o apetite por informações sobre como usar o conhecimento científico para melhorar o desenvolvimento cerebral na primeira infância. Isso cria ao mesmo tempo oportunidades importantes para investimentos mais fundamentados em crianças pequenas, e o perigo de aplicações irrealistas ou enganosas, às vezes com intenções altruístas e outras vezes simplesmente com fins lucrativos. Dentro deste contexto é essencial que diferenciemos fatos científicos de equívocos comuns. Embora uma grande parte da arquitetura do cérebro se forme durante os primeiros três anos de idade, as afirmações de que a janela de oportunidade para o desenvolvimento do cérebro se fecha no terceiro aniversário de uma criança são completamente infundadas. Os aspectos básicos da função cerebral, tais como nossa habilidade para ver e ouvir com eficácia, realmente dependem essencialmente das primeiras experiências. Alguns aspectos do desenvolvimento emocional também estão em conformidade com este conceito. No entanto, vastas regiões do cérebro que são responsáveis por funções de ordem superior – incluindo muitas capacidades cognitivas, sociais e emocionais – não começaram ainda a amadurecer na idade de três anos, ou estão em estágios extremamente iniciais de maturação. Assim, embora geralmente se aplique o princípio básico da plasticidade inicial (isto é, “mais cedo é melhor que mais tarde”), os períodos de tempo importantes para a experiência dependem da função específica de interesse. Para muitas funções, a janela de oportunidade permanece aberta para bem além dos três anos de idade. Estudos sobre os efeitos adversos da privação no desenvolvimento do cérebro nos dizem pouco sobre os benefícios do enriquecimento. Muito do que sabemos sobre o impacto da experiência inicial sobre a arquitetura do cérebro vem de estudos sobre a privação em animais ou seres humanos. Os exemplos incluem o efeito negativo sobre o desenvolvimento da visão a partir de uma catarata presente no nascimento, ou de um estrabismo (isto é, “olho cansado”) não tratado no início da vida; impactos adversos sobre a linguagem e o comportamento como resultado de uma detecção e intervenção tardia para uma deficiência auditiva congênita; e o efeito devastador sobre todos os aspectos do desenvolvimento quando uma criança é criada em um orfanato sombrio e negligente. É importante ressaltar, porém, que as evidências científicas bem documentadas dos impactos negativos da privação nos circuitos cerebrais não significam necessariamente que o excessivo enriquecimento produza melhorias mensuráveis na arquitetura cerebral.
Evidências científicas bem documentadas dos impactos negativos da privação nos circuitos cerebrais não significam necessariamente que o excessivo enriquecimento produza melhorias mensuráveis na arquitetura cerebral.
Não existem dados científicos confiáveis para fundamentar a afirmação de que vídeos especializados ou gravações de músicas específicas (por exemplo, “o Efeito Mozart”) tenham um impacto positivo mensurável sobre o desenvolvimento da arquitetura do cérebro. Além de uma pesquisa recente que argumentou contra tais afirmações50, evidências a partir de décadas de investigação científica de mudanças induzidas pela experiência no desenvolvimento do cérebro demonstram ser altamente improvável que os possíveis benefícios desses meios de comunicação venham sequer a chegar perto de igualar (muito menos suplantar) as influências mais importantes de interações atenciosas, carinhosas e de promoção do crescimento por adultos envolvidos e interessados. Embora um leque variado de experiências claramente estimule o aprendizado nos anos de pré-escola, afirmações propagandistas sobre os impactos superiores no desenvolvimento cerebral causados por brinquedos “educacionais” caros e de vídeos para bebês e crianças pequenas, não têm nenhum amparo científico51,52. Da mesma forma, o ensino didático em áreas de competência que são inapropriadas em termos de desenvolvimento para crianças pequenas (isto é, o circuito neural subjacente necessário para dominar a habilidade específica ainda não se desenvolveu) é um exercício de futilidade. A tentativa de ensinar crianças de um ano de idade a ler é um exemplo de tais esforços equivocados. A questão não é se a criança é “muito inteligente” ou se está “motivada” a aprender, mas se os circuitos cerebrais necessários estão suficientemente “ligados” para servir de apoio aos domínios específicos requeridos para esta aprendizagem.
O Hiato entre Ciência e Política A EXPERIÊCIA PRÁTICA NOS DIZ QUE É mais fácil ensinar um aluno “lento” do primeiro grau a ler do que treinar um adulto analfabeto para um trabalho que paga um salário digno. Não precisamos de uma pesquisa sofisticada para provar que alunos agressivos de pré-escola são mais fáceis de “reabilitar” do que criminosos violentos. O bom senso nos diz que os problemas de aprendizagem e de comportamento de crianças pequenas podem ser corrigidos mais facilmente e com custos menores do que os de adolescentes e jovens adultos. A neurociência nos diz por que essas afirmações são todas verdadeiras.
A convergência da neurociência e da economia nos diz que o relógio está sempre correndo e que os custos de ignorar os problemas só aumentam.
Evidências científicas sobre como o cérebro se desenvolve deixam muito claro que os circuitos neurais são moldados por experiências específicas no tempo, e que o impacto de uma determinada experiência é influenciado pela natureza dos circuitos que estão sendo formados naquele momento. Além disso, a convergência da neurociência e da economia nos diz que o relógio está sempre correndo e que os custos de ignorar os problemas só aumentam na medida em que o tempo passa. Não obstante esses princípios fundamentais da biologia e da formação do capital humano, a importância crucial do tempo é muitas vezes ignorada no mundo das políticas para a primeira infância. Este hiato gritante entre ciência e política é ilustrado pelos exemplos que se seguem. O sistema de proteção da infância é geralmente caracterizado por complexos e prolongados processos decisórios que deixam as crianças pequenas vulneráveis aos impactos adversos de estresse significativo, durante os períodos sensíveis do início do desenvolvimento do cérebro. Os efeitos poderosos e de longo alcance de ambientes e experiências fortemente adversos sobre o desenvolvimento do cérebro, deixam bem claro que o tempo não está do lado de uma criança maltratada ou negligenciada cuja custódia física e emocional permanece sem solução em um processo burocrático lento. Os princípios básicos da neurociência indicam a necessidade de um senso de urgência muito maior no tocante a uma rápida solução de tais decisões, como a de quando retirar uma criança de casa, quando e onde colocar uma criança em um lar adotivo, quando suspender o pátrio poder e quando avançar na direção de uma colocação permanente. A janela de
oportunidade para a correção da arquitetura do cérebro em desenvolvimento de uma criança é sensível ao tempo e limitada no tempo. Os esforços de reforma do ensino que investem recursos significativos na formação, recrutamento e retenção de professores qualificados na educação fundamental e secundária terão um impacto maior se também incluírem padrões mais elevados e credenciais profissionais mais rigorosas para os programas de pré-escola. A pesquisa mostra que os conhecimentos e as competências da equipe estão entre os determinantes mais importantes do impacto de programas para a primeira infância 53,54. Consequentemente, quando programas-modelo que têm se mostrado eficazes são “ampliados em escala” com equipes com menor remuneração e com menos experiência, não é de estranhar que muitas vezes não se consiga alcançar benefícios equivalentes23. Ou seja, os investimentos eficazes na préescola requerem uma equipe bem treinada, cujo conhecimento e competências correspondam às necessidades das crianças e famílias que se pretende atender. O pessoal mal qualificado (cujos baixos salários proporcionam uma economia imediata de custos) compromete a eficácia de programas de educação pré-escolar e diminui os retornos finais que poderiam ser alcançados com os investimentos posteriores na educação fundamental e secundária. As políticas educacionais desconsideram conceitos fundamentais da neurociência quando retardam o ensino de um segundo idioma até o início da adolescência e simultaneamente subestimam os programas bilíngues para crianças pequenas. Começando no nascimento, todas as crianças têm a capacidade de aprender qualquer um dos idiomas do mundo. Esta capacidade está codificada em nossos genes e é ativada pela exposição a conversas diárias de forma interativa. A menos que a criança tenha uma deficiência específica, a obtenção de fluência em qualquer língua, bem como o domínio de mais de um idioma ao mesmo tempo, não requer um ensino ou intervenção formal nos primeiros anos da infância. Basta simplesmente uma comunicação contínua com os outros. Além disso, quanto mais jovem o cérebro, maior a sua capacidade de dominar mais do que um único idioma. Se as políticas educacionais fossem guiadas pelo que sabemos a respeito do desenvolvimento do cérebro, o aprendizado do segundo idioma seria uma prioridade da pré-escola.
Implicações para Políticas e Programas A CIÊNCIA DO DESENVOLVIMENTO DO CÉREBRO NA PRIMEIRA INFÂNCIA é suficientemente madura para respaldar algumas implicações baseadas em evidências científicas para aqueles que desenvolvem e implantam políticas que afetam a saúde e o bem-estar de crianças pequenas. No centro desta conclusão estão os conceitos básicos de períodos sensíveis e neuroplasticidade, que transmitem três mensagens importantes. Primeiramente, tanto o desenvolvimento do cérebro quanto o comportamento são moldados pela experiência ao longo do tempo. Em segundo lugar, tanto a arquitetura do cérebro quanto os padrões de comportamento estabelecidos são cada vez mais difíceis de mudar na medida em que os indivíduos envelhecem. Em terceiro lugar, é mais eficaz e mais eficiente fazer as coisas direito da primeira vez do que tentar corrigir mais tarde. Há evidências consideráveis de que as políticas públicas podem ter um impacto significativo na promoção do desenvolvimento saudável de crianças pequenas, para além da importância fundamental de influências familiares. Isto vale principalmente para crianças que passam por grandes adversidades durante a primeira infância. Os quatro pontos seguintes são particularmente merecedores de uma cuidadosa reflexão. Os princípios básicos da neurociência e da econometria de desenvolvimento do capital humano sugerem que uma intervenção cedo e eficaz para as crianças mais vulneráveis gera o maior retorno financeiro. Em anos recentes, um conjunto crescente de análises econômicas sofisticadas tem contribuído com uma nova dimensão importante para o debate público sobre o valor do investimento da sociedade no cuidado e educação de crianças pequenas em risco de fracassar mais tarde na escola e no trabalho. Um grande volume de dados indica agora que os formuladores de políticas podem alcançar um retorno maior sobre os investimentos na educação infantil para crianças de famílias de baixa renda e educação parental limitada, do que conseguiriam com investimentos em programas de recuperação para adultos com habilidades profissionais limitadas13,55. Em resumo, embora os benefícios financeiros ideais dependam da continuidade de investimento ao longo dos anos da infância, os maiores retornos são obtidos quando os investimentos são feitos nas vidas de crianças vulneráveis bem antes de começarem a frequentar a escola. O aumento da disponibilidade de programas baseados em evidências, de duas gerações, que começam imediatamente após o nascimento (e de preferência no período pré-natal) pode melhorar as experiências de crianças pequenas em famílias com educação limitada e baixa renda. O ambiente de relacionamentos em que as crianças pequenas vivem literalmente molda a arquitetura de seus cérebros. Programas eficazes oferecem centros de
atendimento e experiências que promovam o crescimento das crianças, bem como ajudam os pais a criar um ambiente familiar que proporcione interações sociais positivas, rica exposição à linguagem e experiências de alfabetização precoce que aumentam a probabilidade de seus filhos entrarem na escola munidos das habilidades sociais, emocionais e cognitivas necessárias para obter sucesso. Essas intervenções de apoio podem ser realizadas por associações de voluntários, organizações comunitárias e iniciativas patrocinadas pelo empregador, bem como por meio de serviços financiados pelo governo. Como nem todos os serviços são eficazes, passa a ser essencial que os recursos sejam investidos em programas que tenham mostrado impactos mensuráveis23.
Taxas de retorno para o investimento em capital humano em função da idade em que o investimento foi iniciado. Os dados foram obtidos a partir de um modelo de ciclo de vida de acumulação dinâmica de capital humano, com vários períodos e restrições de crédito. Os investimentos foram inicialmente definidos como sendo iguais para todas as idades. “r” representa o custo dos recursos. Os dados são de Cunha e outros (2005). Fonte: Knudsen e outros13.
A inscrição o mais cedo possível de todas as crianças que atendem os critérios para matrícula nos programas de intervenção precoce, ajudará bebês e crianças com deficiências e atrasos no desenvolvimento a construir as habilidades básicas necessárias para realizar seu pleno potencial. Quando ajustes compensatórios são facilitados o mais cedo possível, eles ajudam a construir uma base mais robusta para a obtenção
posterior de competências de nível superior. Isto ressalta a necessidade urgente de identificar deficiências sensoriais o mais cedo possível após o nascimento, para que os dispositivos corretivos (por exemplo, aparelhos auditivos e óculos), bem como os serviços apropriados de habilitação, sejam fornecidos durante o tempo em que os circuitos neurais básicos estão sendo formados. Os resultados para crianças com deficiências cognitivas também são significativamente melhorados pela facilitação de experiências de aprendizagem precoce, que desenvolvem uma base mais sólida sobre a qual cada vez mais circuitos cerebrais de nível superior e habilidades mais complexas podem ser construídos ao longo do tempo. O fornecimento de avaliações de desenvolvimento e de serviços de intervenção para crianças pequenas que vivenciam grandes adversidades antes delas exibirem problemas em seu comportamento ou desenvolvimento aumentará suas chances de alcançar resultados mais positivos na vida. A ativação forte e persistente dos sistemas de resposta do corpo ao estresse (isto é, aumento na frequência cardíaca, pressão arterial e hormônios de estresse como cortisol e citocinas) pode resultar no rompimento permanente dos circuitos cerebrais durante os períodos sensíveis, quando estão em maturação. Dentre as causas mais comuns desse estresse “tóxico” estão o abuso infantil, negligências graves e a exposição prolongada e repetida à violência, que podem estar associadas à pobreza profunda, uso de drogas por parte dos pais ou doença mental materna, tal como uma grave depressão. A prestação de serviços de prevenção e intervenção precoce para o grande número de crianças pequenas e famílias atualmente envolvidas nos sistemas nacionais de proteção da criança, mostra-se um lugar atraente e promissor para se começar. Embora isso possa exigir um aumento significativo no financiamento de curto prazo, programas eficazes para essas crianças pequenas altamente vulneráveis tendem a gerar um retorno substancial sobre o investimento, através de reduções significativas nos custos posteriores de educação especial, repetência, assistência social e encarceramento 23.
Referências 1. Hensch, T.K. (2005). “Critical period mechanisms in developing visual cortex”, Current Topics in Developmental Biology, 69, 215-237. 2. Horn, G. (2004). “Pathways of the past: the imprint of Memory”, Nature Reviews Neuroscience, 5, 108-120. 3. Friederici, A.D. (2006). “The neural basis of language development and its impairment”, Neuron, 52, 941-952. 4. Katz, L.C. e Shatz, C.J. (1996). “Synaptic activity and the construction of cortical circuits”, Science, 274, 1133-1138. 5. Singer, W. (1995). “Development and plasticity of cortical processing architectures”, Science, 270, 758-764. 6. Majdan, M. e Shatz, C.J. (2006). “Effects of visual experience on activitydependent gene regulation in cortex”, Nature Neuroscience, 9, 650-659. 7. Grossman, A.W., Churchill, J.D., McKinney, B.C., Kodish, I.M, Otte, S.L. e Greenough, W.T. (2003). “Experience effects on brain development: possible contributions to psychopathology”, Journal of Child Psychology and Psychiatry, 44, 33-63. 8. Knudsen, E.I. (2004). “Sensitive periods in the development of the brain and behavior”, Journal of Cognitive Neuroscience, 16, 1412-1425. 9. Hess, E.H., Imprinting: Early experience and the developmental psychobiology of attachment (Nova York: Van Nostrand Reinhold Company, 1973). 10. Keuroghlian, A.S. e Knudsen, E.I. (2007). “Adaptive auditory plasticity in developing and adult animals”, Progress in Neurobiology, 82, 109-121. 11. Buonomano, D.V. e Merzenich, M.M. (1998). “Cortical Plasticity: From Synapses to Maps”, Annual Review of Neuroscience, 21, 149-186. 12. Karmarkar, U.R. e Dan, Y. (2006). “Experience-dependent plasticity in adult visual cortex”, Neuron, 52, 577-585. 13. Knudsen, E.I., Heckman, J.J., Cameron, J.L. e Shonkoff, J.P. (2006). “Economic, neurobiological, and behavioral perspectives on building America's future workforce”, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 103, 10155-10162. 14. Tang, A.C., Akers, K.G., Reeb, B.C., Romeo, R.D. e McEwen, B.S. (2006). “Programming social, cognitive, and neuroendocrine development by early exposure to novelty”, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 103, 15716-15721. 15. Weaver, I.C., Cervoni N., Champagne F.A., D'Alessio, A.C., Sharma, S., Seckl, J.R. e outros (2004). “Epigenetic programming by maternal behavior”, Nature Neuroscience, 7, 847-854. 16. Rice, D. e Barone, S., Jr. (2000). “Critical periods of vulnerability for the developing nervous system: evidence from humans and animal models”, Environmental Health Perspectives, 108(Suplemento 3), 511-533. 17. Levitt, P. (2003). “Structural and functional maturation of the developing primate brain”, Journal of Pediatrics, 143, S35-45. 18. Centro de Desenvolvimento Infantil da Universidade de Harvard. (2006). Early exposure to toxic substances damages brain architecture, Documento de
Trabalho nº 4. http://www.developingchild.net/pubs/wp/Early_Exposure_Toxic_Substances_Br ain_Architecture.pdf. 19. Sabatini, M.J., Ebert P., Lewis, D.A., Levitt, P., Cameron, J.L, Mirnics, K. (2007). “Amygdala gene expression correlates of social behavior in monkeys experiencing maternal separation”, Journal of Neuroscience, 27, 3295-3304. 20. Kuhl, P.K. (2004). “Early language acquisition: cracking the speech code”, Nature Reviews Neuroscience, 5, 831-843. 21. Matsuzawa, T., Tomonaga, M. e Tanaka, M. (editores), Cognitive Development in Chimpanzees (Tóquio: Springer, 2006). 22. Centro de Desenvolvimento Infantil da Universidade de Harvard. (2005). Excessive stress disrupts the architecture of the developing brain, Documento de Trabalho nº 3. http://www.developingchild.net/pubs/wp/Stress_Disrupts_ Architecture_Developing_Brain.pdf. 23. National Scientific Council on the Developing Child. (2007). A science-based framework for early childhood policy: Using evidence to improve outcomes in learning, behavior and health for vulnerable children. http://www.developingchild.net/pubs/persp/pdf/Policy_ Framework.pdf. 24. Gogtay, N., Giedd, J.N., Lusk, L., Hayashi, K.M., Greenstein, D., Vaituzis, A.C. e outros (2004). “Dynamic mapping of human cortical development during childhood through early adulthood”, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 101, 8174-8179. 25. Yurgelun-Todd, D. (2007). “Emotional and cognitive changes during adolescence”, Current Opinion in Neurobiology, 17, 251-257. 26. Pascalis, O., de Haan, M. e Nelson, C.A. (2002). “Is face processing species-specific during the first year of life?”, Science, 296, 1321-1323. 27. Burkhalter, A., Bernardo, K.L. e Charles, V. (1993). “Development of local circuits in human visual cortex”, Journal of Neuroscience, 13, 1916-1931. 28. Scherf, K.S., Behrmann, M., Humphreys, K. e Luna, B. (2007). “Visual category-selectivity for faces, places and objects emerges along different developmental trajectories”, Developmental Science, 10, F15-30. 29. Golarai, G., Ghahremani, D.G, Whitfield-Gabrieli, S., Reiss, A., Eberhardt, J.L., Gabrieli, J.D e outros (2007). “Differential development of high-level visual cortex correlates with categoryspecific recognition memory”, Nature Neuroscience, 10, 512-522. 30. Pascalis, O., Scott, L.S., Kelly, D.J., Shannon, R.W., Nicholson, E, Coleman, M. e outros (2005). “Plasticity of face processing in infancy”, Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A., 102, 5297-5300. 31. Thompson, R.A. (2001). “Development in the first years of life”, The future of children, 11, 20-33. 32. Weaver, I.C., Champagne, F.A., Brown, S.E., Dymov, S., Sharma, S., Meany, M.J. e outros (2005). “Reversal of maternal programming of stress responses in adult offspring through methyl supplementation: altering epigenetic marking later in life”, Journal of Neuroscience, 25, 11045-11054. 33. DeBello, W.M., Feldman, D.E. e Knudsen, E.I. (2001).
“Adaptive axonal remodeling in the midbrain auditory space map”, Journal of Neuroscience, 21, 3161-3174. 34. Hubel, D.H. e Wiesel, T.N. (1977). “Ferrier Lecture: Functional architecture of macaque monkey visual cortex”, Proceedings of the National Academy of Sciences, 198, 1-59. 35. Newport, E.L., Bavelier, D. e Neville, H.J., “Critical thinking about critical periods: Perspectives on a critical period for language acquisition”, em E. Doupoux (editor), Language, brain and cognitive development: Essays in honor of Jacques Mehler (págs. 481-502), (Cambridge, MA: MIT Press, 2001). 36. Feldman, D.E. (2000). “Inhibition and plasticity”, Nature Neuroscience, 3, 303-304. 37. Zheng, W. e Knudsen, E.I. (2001). “GABAergic inhibition antagonizes adaptive adjustment of the owl's auditory space map during the initial phase of plasticity”, Journal of Neuroscience, 21, 4356-4365. 38. Daw, N.W. (1997). “Critical periods and strabismus: what questions remain?”, Optometry and Vision Science, 74, 690-694. 39. Jones, E.G. (2000). “Cortical and subcortical contributions to activitydependent plasticity in primate somatosensory cortex”, Annual Review of Neuroscience, 23, 1-37. 40. Doupe, A.J. e Kuhl, P.K. (1999). “Birdsong and Human Speech: Common Themes and Mechanisms”, Annual Review of Neuroscience, 22, 567-631. 41. Black, J.E. e Greenough, W.T., “Induction of pattern in neural structure by experience: Implications for cognitive development”, em M.E. Lamb, A.L. Brown e B. Rogoff (editores), Advances in developmental psychology, Volume 4 (págs. 1-50), (Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 1986). 42. DeBello, W.M. e Knudsen, E.I. (2004). “Multiple sites of adaptive plasticity in the owl's auditory localization pathway”, Journal of Neuroscience, 24, 68536861. 43. Nelson, C.A., de Haan, M. e Thomas, K.M., “Neural bases of cognitive development”, em W. Damon, R. Lerner, D. Kuhn e R. Siegler (editores), Handbook of Child Psychology, Volume 2, (Nova Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2006). 44. Antonini, A. e Stryker, M.P. (1993). “Rapid remodeling of axonal arbors in the visual cortex”, Science, 260, 1819-1821. 45. Nelson, C.A. (2007). “A neurobiological perspective on early human deprivation”, Child Development Perspectives, 1, 13-18. 46. Linkenhoker, B.A., von der Ohe, C.G. e Knudsen, E.I. (2005). “Anatomical traces of juvenile learning in the auditory system of adult barn owls”, Nature Neuroscience, 8, 93-98. 47. Antonini, A., Fagiolini, M. e Stryker, M.P. (1999). “Anatomical correlates of functional plasticity in mouse visual cortex”, Journal of Neuroscience, 19, 4388-4406. 48. Bergan, J.F., Ro, P., Ro, D. e Knudsen, E.I. (2005). “Hunting increases adaptive auditory map plasticity in adult barn owls”, Journal of Neuroscience, 25, 9816-9820.
49. Polley, D.B., Steinberg, E.E. e Merzenich, M.M. (2006). “Perceptual learning directs auditory cortical map reorganization through top-down influences”, Journal of Neuroscience, 26, 4970-4982. 50. Jones, S.M. e Zigler, E. (2002). “The Mozart effect: Not learning from history”, Applied Developmental Psychology, 23, 355-372. 51. Zimmerman, F.J., Christakis, D.A. e Meltzoff, A.N. (2007). “Television and DVD/video viewing in children younger than 2 years”, Archives of Pediatrics & Adolescent Medicine, 161, 473-479. 52. Zimmerman, F.J., Christakis, D.A. e Meltzoff, A.N. (2007). “Associations between media viewing and language development in children under age 2 years”, Journal of Pediatrics, 151, 364-368. 53. Gormley, W.T., Jr., Gayer, T., Phillips, D. e Dawson, B. (2005). “The effects of universal pre-K on cognitive development”, Developmental Psychology, 41, 872-884. 54. Early, D.M., Maxwell, K.L., Burchinal, M., Alva, S., Bender, R.H., Bryant, D. e outros (2007). “Teachers' education, classroom quality, and young children's academic skills: results from seven studies of preschool programs”, Child Development, 78, 558-580. 55. Cunha, F., Heckman, J., Lochner, L. e Masterov, D., Interpreting the evidence on life skill formation, Documento de Trabalho nº 10091, (Cambridge, MA: National Bureau of Economic Research, 2005).
SÉRIE DE DOCUMENTOS DE TRABALHO DO CONSELHO Documento de Trabalho nº 1 Young Children Develop in an Environment of Relationships (2004) http://developingchild.net/pubs/wp-abstracts/wp1.html Documento de Trabalho nº 2 Children’s Emotional Development is Built into the Architecture of their Brain (2004) http://developingchild.net/pubs/wp-abstracts/wp2.html Documento de Trabalho nº 3 Excessive Stress Disrupts the Architecture of the Developing Brain (2005) http://developingchild.net/pubs/wp-abstracts/wp3.html Documento de Trabalho nº 4 Early Exposure to Toxic Substances Damages Brain Architecture (2006) http://developingchild.net/pubs/wp-abstracts/wp4.html Documento de Trabalho nº 5 The Timing and Quality of Early Experiences Combine to Shape Brain Architecture (2007) http://developingchild.net/pubs/wp-abstracts/wp5.html
TAMBÉM DO CONSELHO A Science-Based Framework for Early Childhood Policy: Using Evidence to Improve Outcomes in Learning, Behavior, and Health for Vulnerable Children (2007) http://developingchild.net/pubs/pubs.html The Science of Early Childhood Development: Closing the Gap Between What We Know and What We Do (2007) http://developingchild.net/pubs/pubs.html
NATIONAL SCIENTIFIC COUNCIL ON THE DEVELOPING CHILD Centro de Desenvolvimento Infantil – UNIVERSIDADE DE HARVARD