Aprendendo Quem é a Sua Mãe

O Comportamento do Imprinting


Silvia Helena Cardoso, PhD e Renato M.E. Sabbatini, PhD

 

"A verdade em ciência pode ser definida como a hipótese de trabalho
melhor adequada para abrir caminho para uma próxima que seja melhor"
Konrad Lorens

 O comportamento animal se desenvolve como resultado da interação de influências genéticas e ambientais. Alguns comportamentos tem determinantes mais genéticos (inatos) do que comportamentais; em outros o oposto é verdadeiro. Inato é uma palavra em latim que significa "nascer com".

Por um lado, existem os chamados comportamentos instintivos, os quais são geneticamente programados e geralmente são muito pouco influenciados pela experiência ou aprendizagem. Eles são parte de uma constelação de habilidades que são essenciais para a vida e sobrevivência. O comportamento de chupar o mamilo da mãe nos bebês é um dos vários comportamentos instintivos com os quais nós nascemos. Por outro lado, nós temos comportamentos que são quase inteiramente dependentes da aprendizagem,  tais como amarrar o cordão dos sapatos.

Existe, entretanto, toda uma gama de diferentes misturas de comportamentos inatos e aprendidos. Por exemplo, muitos padrões comportamentais aprendidos são dependentes de mecanismos inatos. Um gatinho é dotado de mecanismos cerebrais para  caçar ratos, mas ele deve aprender a  usá-los com a gata mãe. O mesmo acontece com alguns cantos de pássaros: eles precisam ouvir seus colegas adultos cantar, caso contrário seus padrões canoros (aqueles relacionados ao canto) se tornarão adulterados e irreconhecíveis para outros membros da espécie.

Um exemplo impressionante e muito curioso de influências genéticas e ambientais em comportamento animal é o chamado Imprinting ("estampagem", em português, mas geralmente é um termo não traduzido).

Inicialmente, o fenômeno foi chamado de "stamping in". A razão para o nome é porque Lorenz achou que o objeto sensorial encontrado pela ave é estampado (ou carimbado), imediatamente e irreversivelmente no sistema nervoso.

Este é um fenômeno exibido por vários animais jovens principalmente pássaros, tais comos patinhos e pintinhos. Quando saem dos seus ovos, eles seguirão o primeiro objeto em movimento que eles encontrarem no ambiente (o qual pode ser a sua mãe pata ou galinha, mas não necessariamente). Ocorre então uma ligação social entre o filhote e este objeto ou organismo.

Os primeiros estudos científicos deste fenômeno foram realizados pelo austríaco naturalista  Konrad Lorenz (1903 - 1989), um dos fundadores da etologia (o estudo do comportamento animal). Ele descobriu que, se gansos cinzentos fossem criados por ele desde filhotinhos, eles o seguiriam como se fosse sua mãe. Os gansinhos seguiam Lorenz até mesmo depois de se tornaram adultos e manifestavam uma maior preferência por ele do que por outros gansos!
 

Patinhos submetidos ao imprintnig através de objetos inanimados (um balão branco).
Em outros experimentos, Lorenz demonstrou que patinhos poderiam receber o imprinting não somente de seres humanos, mas também de objetos inanimados, tais como um balão. Ele descobriu também que existe uma "janela" muito restrita de tempo após o nascimento dos filhotinhos para que o imprinting se realizasse efetivamente. Por este e outros trabalhos, Lorenz ganhou o Prêmio Nobel para Medicina e Fisiologia em 1973.

O trabalho de Lorenz forneceu uma evidência muito importante de que existem periodos críticos na vida onde um tipo definido de estimulo é necessário para o desenvolvimento normal. Como é necessária a exposição repetitivaa a um estimulo ambiental (provocando uma associação com ele), podemos dizerr que o imprinting é um tipo de aprendizagem, ainda que contendo um elemento inato muito forte.

Induzindo o imprinting

Algumas das características do imprinting poderiam ser explicadas pela tendência que o filhote de pássaro tem para procurar e responder seletivamente a padrões de estimulos particulares, tais como o aspecto característico de uma ave adulta. Antes do imprinting se instalar, o cérebro da ave jovem tem a capacidade de reconhecer os tipos de estimulos os quais serão subseqüentemente aprendidos por associação, e este é um dos componentes  inatos. O cérebro também comanda um número de ações motoras em cadeia que facilitam o processo de aprendizagem e mantém a proximidade ao objeto de sua ligação. Este é um outro componente inato ou espécie - especifico.

A aprendizagem, entretanto, só pode ocorrer com base em estruturas neurais determinadas geneticamente e emum período biológicamente crítico no ciclo da vida do patinho. Sem dúvida, o imprinting apareceu como resultado da seleção natural, pois tem a importante função de permitir o reconhecimento dos pais do filhote, com a finalidade de favorecer a ligação social e de reprodução sexual com membros de sua própria espécie e não de outras. Suas caracteristícas instintivas são claras, pelo fato de que uma vez que o imprinting é instalado, ele permanece por toda a vida, mesmo se for totalmente anti-natural.
 


 
 
 

A pesquisadora imita a pata mãe fazendo quack, quack, quack em frente de um grupo de patinhos logo após eles terem nascido. Eles aprendem rapidamente a identificar a sua mãe com bases em estimulos visuais, olfatórios e auditivos. 

Clique aqui para ver os patinhos ampliados


Então, os patinhos percebem a pesquisadora como sua mãe (sua protetora) e a seguem. 

Clique aqui para ver o videoclip 

A importância do imprinting na natureza

No ambiente natural, o imprinting comportamental atua como um instinto para a sobrevivência em recém nascidos. O filhote deve imediatamente reconhecer seus pais, por causa da probabilidade de ocorrerem eventos ameaçadores pouco depois do nascimento, tais como o ataque por um predador ou por outros adultos que poderiam ocorrer. Dessa forma, o imprinting é muito confiável para induzir a formação de uma forte ligação social entre o filhote e a mãe, mesmo que seja a mãe errada.

Esta é a única de muitas formas de imprinting que tem sido estudada,  e é chamada de imprinting filial. Outra forma é o imprinting sexual, no qual as aves aprendem as caracteristícas de seus irmãos de ninhada, as quais posteriormente irão influênciar suas preferências sexuais como adultos. Em gansos cinzentos, o imprinting filial e sexual ocorrem quase simultaneamente, mas em outros animais existe um claro intervalo entre os dois processos.

Imprinting em mamíferos é um processo mais raro. Primatas são animais altriciais, ou seja, eles nascem em um estado "incompleto", com o cérebro ainda imaturo, e que levará muitos meses para se tornar completamente operacional, alerta e ativo com todos seus sentidos e ações. Assim, a mãe é a suprema protetora. A ligação mãe-filho acontece por outros processos que não o imprinting. Não existe pressa, por assim dizer.

Padrões fixos de ação e imprinting

Outros pioneiros da etologia, tais como Niko Tinbergen (que ganhou o Prêmio Nobel no mesmo ano que Lorenz), estudou outro importante fenômeno no comportamento animal, que ele denominou de Padrão Fixo de Ação, ou PFA. Esta é uma sequência comportamental de atos motores mais elementares, os quais formam um padrão com uma função clara na vida do animal.
 

O Padrão de Ação Fixa de recuperação do ovo
Por exemplo, quando um ovo rola para fora do ninho, a pata mãe o recupera através de uma elaboradasequência de movimentos de sua cabeça e bico. A prova de que é um padrão fixo é que, se o ovo escapa do bico, a pata continua a executar o movimento estereotipadamente até que ele alcance o ninho; somente então começará tudo novamente.

Assim, ao descobrir o imprinting, Lorenz na verdade demostrou como a experiência pode direcionar um padrão fixo de ação. Ele acreditava que o imprinting é o resultado da interação entre instinto e aprendizagem. Na sua época havia um debate caloroso entre os etólogos sobre a importância dos dois fatores no comportamento animal. Este debate foi chamado de "Nature x Nurture" (Natureza x Criação). Lorenz forneceu evidências de que este na verdade, era um dilema falso: em quase todos os comportamentos animais existe uma mistura de ambos.

Entretanto, Lorenz achava que o imprinting diferia da aprendizagem associativa de várias formas. Primeiro, porque existe um período crítico restrito, ou tempo fixo, para ele acontecer. Com poucas exceções isto não vale para aprendizagem associativa. Segundo, porque o imprinting parece ser irreversível, e novamente, a aprendizagem associativa é altamente volátil, geralmente desaparecendo com o tempo (o processo de "esquecimento"). Terceiro, porque Lorenz propôs que o imprinting não é um processo individual de memória, o qual é restrito somente ao animal que experimenta a aprendizagem, mas que seria um tipo de condicionamento supra-individual, ou seja, "além e acima do indivíduo", ou de um grupo de organismos. Em outras palavras ele é espécie-especifíco, e não um processo geral tal como a aprendizagem associativa.

O imprinting hoje

Estudos recentes tem mostrado que a visão tradicional do imprinting proposta por Lorenz e seus seguidores pode ser incompleta ou mesmo incorreta. Lorenz estudou os animais principalmente em seus ambientes naturais, uma vez que esta é uma das principais premissas da etologia, entretanto, pesquisadores modernos o imprinting em um contexto de laboratório mais controlado rigorosamente. O objetivo desta abordagem é estudar o papel de formas especiais de aprendizagem, tais como reconhecimento visual de memória que opera no impringting.

No laboratório, as situações de criação e testes para todos os sujeitos são mais facilmente estruturadas e controladas, tais como o ambiente onde os ovos são colocados antes que o nascimento aconteça. Por exemplo, a temperatura e iluminação são constantes, as paredes e assoalhos de todos os aparatos são  pretas, nenhum alimento ou água é disponível durante o experimento, e o manuseio dos animais é mínimo.

Essas investigações tem mostrado que o imprinting não é nem rápido e nem irreversível, e também não é restrito a um período crítico, como foi proclamado por Lorenz e seus seguidores. Foi também descoberto  que o imprinting ocorre em outras espécies, e que os componentes do aprendizado são mais importantes do que aqueles previamente pensados (Hoffman, 1996). Existe evidência de que este processo acumulativo está vinculado a liberação de endorfinas no cérebro.

Equipamento usado no laboratório para estudar o imprinting em filhotes de patos

Assim, tem sido feita a hipótese por alguns autores que o estimulo de imprinting fornece uma retroalimentação confortadora através da liberação cerebral de endorfinas, agindo assim para fixar a associação com o objeto. Outro importante re-exame das teorias da era Lorenz é que o periodo crítico pode resultar da não interferência do período em que começa o medo do desconhecido, quatro ou cinco dias depois da ninhada. Desta forma, não existe competição com as respostas de medo, e o estimulo ambiental se torna um alvo para a ligação social.

Imprinting no cérebro
 
 

Diagramas anatômicos mostrando a crista ventral dorsal e estruturas do hiperestreado, que estão associadas com o imprinting
 

Existem áreas particulares no cérebro responsáveis pelo imprinting ? 

Parece que sim. Diversos estudos usando diferentes técnicas neurobiológicas têm implicado a parte intermediária e medial de uma estrutura chamada hiperestriado ventral (IMHV) em ambos os lados do cérebro, como sendo uma das provavéis estruturas para o armazenamento da associação do imprinting (Horn, 1985). A crista ventricular dorsal (do inglês dorsal ventricular ridge, ou DVR) é uma estrutura apresentada unicamente em pássaros e répteis. Em pássaros, a DVR inclui o hiperestriado ventral, e uma outra área chamada wulst. O wulst parece ser parte de um sistema que se assemelha ao substrato da memória em mamífero.

Evidência experimental sobre o papel do IMHV foi obtida por Horn e seus colaboradores em uma série de trabalhos científicos.  Eles mostraram que pintinhos que tinham seu IMHV  removido cirurgicamente em ambos os lados não podiam mais reter e nem reconhecer o imprinting. 
 

A contribuição do imprinting para a ciência

Em conclusão, o imprinting é um exemplo maravilhoso da interação de comportamento inato espécie-específico, e as propriedades específicas de aprendizagem, as quais tem sido chamadas aprendizagem "perceptual" (Bateson, 1966). Estes estudos afirmam que as espécies animais são geneticamente construidas para capacitá-las a aprender tipos específicos de comportamento que são importantes para a sobrevivência das espécies. Imprinting é uma dessas formas de comportamento.

Finalmente, devemos mencionar que os criadores de patos e gansos são bem conscientes da existência do imprinting, e algumas vezes eles tiram vantagem disso. Infelizmente, a prática intensiva de exploração econômica de aves de corte tem levado ao processo de incubação artificial de ovos em ambientes estéreis e não naturais. Isto, em conseqüência, produz milhões de pintinhos, gansinhos e patinhos "órfãos", os quais são privados de seu desenvolvimento comportamental natural.


Os Autores

Silvia Helena Cardoso
 
 
 


Renato M.E. Sabbatini
 

 

Referências

Grier, J., Counter, S. & Shearer, W. (1967). Prenatal auditory imprinting on chickens. Science, 155, 1962.

Guiton, P. (1959). Socialization and imprinting in brown leghorn chicks. Journal of Animal Behavior, 7, 26.

Howard S. Hoffman (1996) Amorous Turkeys and Addicted Ducklings - The Science of Social Bonding and Imprinting. 

Horn G (1985) Memory, Imprinting, and the Brain. Oxford:Clarendon Press. 

Jaynes, J. (1957). Imprinting: The interaction of learned and innate behavior.The critical periods. J. of Comparative and Physiological Psychology,50, 6.

John A. Wiens, "Lorenz, Konrad Zacharias" Discovery Channel School, original content provided by World Book Online, .

Lorenz, K. (1952). "King Solomon's ring." New York: Crowell.

Austrian Zoologist Shows How Young Birds Identify Their Parents, Dorling Kindersley (1997) 
 

Para saber Mais:

Imprinting Simulation - The formation of social bonds in young precocial birds. By Gary McClelland

Design for a Life: How Behaviour Develops

Biography on Konrad Lorenz

Konrad Lorenz Autobiography

What must be known in order to understand imprinting?

Greenberg, N. Adaptive Functions of the Corpus Striatum: The Past and Future of the R-Complex

Mechanisms of Brain Development:  Neuronal Sculpting by the Physical and Social Environment

Biopsychology, Evolutionary Psychology and the Descent of Learning
 

 


Publicado em 4.Nov.2001
Copyright 2001 Universidade Estadual de Campinas
Revista Cérebro & Mente
Uma Iniciativa do Núcleo de Informática Biomédica