Advocates of dynamic systems have suggested that higher mental processes are based on continuous representations. In order to evaluate this claim, we first define the concept of representation, and rigorously distinguish between discrete representations and continuous representations. We also explore two important bases of representational content. Then, we present seven arguments that discrete representations are necessary for any system that must discriminate between two or more states. It follows that higher mental processes require discrete representations. We also argue that discrete (...) representations are more influenced by conceptual role than continuous representations. We end by arguing that the presence of discrete representations in cognitive systems entails that computationalism (i.e., the view that the mind is a computational device) is true, and that cognitive science should embrace representational pluralism. (shrink)

Analogical reminding in humans and machines is a great source for chance discoveries because analogical reminding can produce representational change and thereby produce insights. Here, we present a new kind of representational change associated with analogical reminding called packing. We derived the algorithm in part from human data we have on packing. Here, we explain packing and its role in analogy making, and then present a computer model of packing in a micro-domain. We conclude that packing is likely used in (...) human chance discoveries, and is needed if our machines are to make their own chance discoveries. (shrink)

The computational paradigm, which has dominated psychology and artificial intelligence since the cognitive revolution, has been a source of intense debate. Recently, several cognitive scientists have argued against this paradigm, not by objecting to computation, but rather by objecting to the notion of representation. Our analysis of these objections reveals that it is not the notion of representation per se that is causing the problem, but rather specific properties of representations as they are used in various psychological theories. Our analysis (...) suggests that all theorists accept the idea that cognitive processing involves internal information-carrying states that mediate cognitive processing. These mediating states are a superordinate category of representations. We discuss five properties that can be added to mediating states and examine their importance in various cognitive models. Finally, three methodological lessons are drawn from our analysis and discussion. (shrink)

Susan Schneider (2019) has proposed two new tests for consciousness in AI (artificial intelligence) systems, the AI Consciousness Test and the Chip Test. On their face, the two tests seem to have the virtue of proving satisfactory to a wide range of consciousness theorists holding divergent theoretical positions, rather than narrowly relying on the truth of any particular theory of consciousness. Unfortunately, both tests are undermined in having an ‘audience problem’: Those theorists with the kind of architectural worries that motivate (...) the need for such tests should, on similar grounds, doubt that the tests establish the existence of genuine consciousness in the AI in question. Nonetheless, the proposed tests constitute progress, as they could find use by some theorists holding fitting views about consciousness and perhaps in conjunction with other tests for AI consciousness. (shrink)

The concept of interactional expertise – characterized by sociologists Harry Collins and Robert Evans as the ability to speak the language of a discipline without the corresponding ability to practice – can serve as a powerful way of breaking down expert/non-expert dichotomies and providing a role for new voices in specialist communities. However, in spite of the vast uptake of this concept and its potential to fruitfully address many important issues related to scientific expertise, there has been surprisingly little critical (...) analysis of it. We seek to remedy this situation by considering potential benefits of interactional expertise and the ways in which the current conception can – and cannot – realize those benefits. In particular, we argue that interactional expertise hasn’t reached its full potential for addressing who ought to be involved in scientific research and decision-making, largely owing to an unnecessarily restrictive way of operationalizing the concept. In its place, we offer a broader, more pluralistic account of interactional expertise – one that is in line with the original spirit of the concept, but also captures the diversity that we see as being an important aspect of interactional experts and the value they can bring to the table. (shrink)

David Chalmers' dancing qualia argument is intended to show that phenomenal experiences, or qualia, are organizational invariants. The dancing qualia argument is a reductio ad absurdum, attempting to demonstrate that holding an alternative position, such as the famous inverted spectrum argument, leads one to an implausible position about the relation between consciousness and cognition. In this paper, we argue that Chalmers' dancing qualia argument fails to establish the plausibility of qualia being organizational invariants. Even stronger, we will argue that the (...) gap in the argument cannot be closed. (shrink)

The perceptual symbol system view assumes that perceptual representations have a role-argument structure. A role-argument structure is often incorporated into amodal symbol systems in order to explain conceptual functions like abstraction and rule use. The power of perceptual symbol systems to support conceptual functions is likewise rooted in its use of structure. On Barsalou's account, this capacity to use structure (in the form of frames) must be innate.

This Derridean reading of Freud asks the question of how we should read Freud with respect to sexual difference and what Derrida considers a radicalized concept of trace, a "scene of writing" of differance ---that is, how we should read Freud with respect to phallogocentrism. Throughout I consider the possible relationships between the "mainstyles" of various psychoanalyses, deconstructions, and feminisms. By analyzing what is most original for Freud---the cause of hysteria, the navel of the dream, the perceptual identity, the primal (...) phantasies, for example---I find that Freud consistently seeks a single origin, a "caput Nili," on which to base a grand narrative. At first this narrative is an etiology of hysteria, but it evolves into a masterplot of sexual development and later into one of humanity. The establishment of an oedipal origin and telos, and the masterplot based on them, moves psychoanalysis toward a totalizing theory, and therefore its openness to chance and something beyond what that theory can master is greatly reduced. ;I approach these topics in terms of a question of the ethics of psychoanalysis. This appropriative or reductive process of Freud's masterplotting is based on what Derrida calls "castration-truth" in his reading of Lacan, "Le facteur de la verite." In contrast to some theorists who appeal to the radical spirit of Freudian theory as a basis for their radicalization of psychoanalysis---specifically Barnaby B. Barratt's Psychoanalysis and the Postmodern Impulse---I argue that Lacan's phallogocentric "return to Freud" is actually a more faithful one since I find both "mainstyles" of these psychoanalyses based on a logic of lack or "castration-truth." I argue throughout that the radical spirit of Freud is at times overemphasized or exaggerated by Derridean theorists---and even Derrida himself, though rarely---and that the dominant specter of Freud is an "establishment" or appropriative one, rather than one which is radical or "other-wise." I connect this trend of Derridean thinkers claiming too much debt to psychoanalysis to these thinkers not taking seriously Freud's commitment and interest in an idealized phylogenetics: "phylo-'genetics.'" Since my establishment of this establishment specter of Freud as the "mainstyle" of Freudian theory itself risks reproducing exactly the kind of appropriative discourse I hope to problematize, I attempt to avoid such a reproduction by considering what remains of the radical spirit of Freudian theory in what might be called a deconstructive "technology of iterability;" a "cyborg-analysis;" or what I call "post-psychoanalysis.". (shrink)

Functional diversity holds the promise of understanding ecosystems in ways unattainable by taxonomic diversity studies. Underlying this promise is the intuition that investigating the diversity of what organisms actually do—i.e. their functional traits—within ecosystems will generate more reliable insights into the ways these ecosystems behave, compared to considering only species diversity. But this promise also rests on several conceptual and methodological—i.e. epistemic—assumptions that cut across various theories and domains of ecology. These assumptions should be clearly addressed, notably for the sake (...) of an effective comparison and integration across domains, and for assessing whether or not to use functional diversity approaches for developing ecological management strategies. The objective of this contribution is to identify and critically analyze the most salient of these assumptions. To this aim, we provide an “epistemic roadmap” that pinpoints these assumptions along a set of historical, conceptual, empirical, theoretical, and normative dimensions. (shrink)

According to one interpretation of Aristotle’s famous thesis, to say that action is the conclusion of practical reasoning is to say that action is itself a judgment about what to do. A central motivation for the thesis is that it suggests a path for understanding the non-observational character of practical knowledge. If actions are judgments, then whatever explains an agent’s knowledge of the relevant judgment can explain her knowledge of the action. I call the approach to action that accepts Aristotle’s (...) thesis so understood Normativism. There are many reasons to doubt Normativism. My aim in this paper is to defend Normativism from a pair of arguments that purport to show that a normative judgment could not constitute an event in material reality and also the knowledge of such a happening. Both highlight a putative mismatch between the natures of, on the one hand, an agent’s knowledge of her normative judgment and, on the other, her knowledge of her own action. According to these objections, knowledge of action includes (a) perceptual knowledge and (b) knowledge of what one has already done. But knowledge of a normative judgment includes neither. Hence knowledge of action cannot simply be knowledge of a normative judgment. (shrink)

To study conscious experience we must, to some extent, trust introspective reports; yet introspective reports often do not merit our trust. A century ago, E.B. Titchener advocated extensive introspective training as a means of resolving this difficulty. He describes many of his training techniques in his four-volume laboratory manual of 1901- 1905. This paper explores Titchener's laboratory manual with an eye to general questions about the prospects of introspective training for contemporary consciousness studies, with a focus on the following examples: (...) introspective knowledge of the combination tones that arise when a musical interval is played; the 'flight of colours' in the afterimage of a field of bright, broad- spectrum light; and the possibility of non-obvious visual illusions. Introspective training appears to have some merit, but also to involve significant hazards. (shrink)

What did Descartes regard as subject to doubt, and what was beyond doubt, in the Meditations? A review of the Objections and Descartes' reactions in the Replies provides some useful clarification, but viewing Descartes' method of doubt in conjunction with his professed theory of knowledge in the Rules for the Direction of the Mind further elucidates his own understanding of the project. In the Rules, Descartes introduces the mind's intuition of "simple natures" as the atomistic basis of all knowledge, its (...) form as well as its content. The simple natures, Descartes claims, can only be understood thoroughly, and I argue that Descartes' doubt in the  Meditations appears not to include doubt of simple natures. A related attempt to link the earlier work to the Meditations by Peter Schouls is considered and criticized; I suggest as an alternative that there are three classes of objects pertaining to the construction of knowledge in the Meditations: a) first principles and concepts that are constituents of other knowledge, intuited and not doubted, nor called 'knowledge' by Descartes; b) what Descartes calls clearly and distinctly perceived knowledge that survives doubt, known through a kind of intuition; and c) science, as remembered collections of clearly and distinctly perceived knowledge. Finally, because the two works do have important dissimilarities, I also consider how differences between the Rules and the Meditations might affect the applicability of the simple natures to the arguments of the Meditations, especially in the light of clues found in the intellectual autobiography of the Discourse on Method. (shrink)

This essay develops a thesis regarding the manner through which social institutions such as property come to be, and a second thesis regarding how such institutions ought to be legitimated. The two theses, outlined below, are in need of explication largely because of the entrenched cultural influence of an erroneous reading of social contract theory concerning the historical origins of the state. In part A, I introduce that error. I proceed in parts B and C to present two central theses (...) about institutions: Thesis 1: The construction of social institutions can be understood clearly only if that topic is distinguished from the topic of their normative status, or legitimacy. Thesis 2: The normative status of such institutions can be understood properly only if their legitimacy is distinguished from the legitimacy of government. With the distinction of Thesis 1 in place, an informative socio-technical account of the construction of institutions can be formulated with little ado. This allows for clarity concerning how institutions might be legitimated (Thesis 2), and consequently, legitimation can proceed. Some fundamentals of legitimation from a Kantian perspective are outlined in Part C. (shrink)

This paper takes up Bethesda Game Studios' Starfield (2023) as an aesthetic artefact, carefully attending to the thematics of the game's narrative in their operation as structuring "thought patterns" for the player's experience of the game, thought patterns that give form to the "sensible fabric" of the game and so constitute an imaginary or "distribution of the sensible" that requires critique (Rancière, 2013). Utilizing the aesthetic and material-economic theories of Nicolas Bourriaud, Jacques Rancière, Jussi Parikka, and David Graeber, this paper (...) examines the aesthetics of the techno-ecological imaginary that Starfield institutes, close reading the play of perspectives into which the game invites the player-character, and analysing this play in its problematic orientation to the key dramatic revelation of planetary catastrophe that occurs late in the game's main campaign. If, as climate and games scholar Benjamin Abraham writes (2022), "[b]ringing the climate crisis 'home' to all of our lives, all of our workplaces, all of our hobbies, is the necessary first step in acting to reverse climate action," then illuminating and critiquing Starfield's deployment of such a crisis will help players, scholars, and developers alike take the first step in learning to pay attention to the very "modes of perception" that prevent us from effecting real change in the global technological systems that have brought us to the brink of planetary collapse. (shrink)

In this paper, we intend to promote an analysis of the use of the artificial language Heptapod B in Story of Your Life written by Ted Chiang and in its filmic adaptation, Arrival, written by Eric Heisserer and directed by Denis Villeneuve in relation to the authors’ views on the metaphysics of time. In both literary and filmic texts, the glossopoeia is used as a plot device upon which the alien race’s time perception is constructed and explicated in connexion (...) with the strong metaphor provided by Fermat’s principle of least time. Throughout the article, we discuss these hybrid interfaces of literature, cinema and science, researching the stories’ specific diegeses, the writers’ own elicitations as well as various texts on the Philosophy of time. The result consists of a comprehensive exegesis of the problematics generated by the narratives and an extensive philosophical debate on the subject. (shrink)

Christian B. Miller has noted a “realism challenge” for virtue ethicists to provide an account of how the character gap between virtuous agents and non-virtuous agents can be bridged. This is precisely one of Han Feizi’s key criticisms against Confucian virtue ethics, as Eric L. Hutton argues, which also cuts across the Aristotelian one: appealing to virtuous agents as ethical models provides the wrong kind of guidance for the development of virtues. Hutton, however, without going into detail, notes that (...) the notion of rituals in the Confucian tradition may be able to sidestep Han Feizi’s criticism. In this essay, I wish to explore not only how the notion of rituals, alongside its corollaries in Xunzi’s Confucian program for ethical cultivation, indeed addresses Han Feizi’s criticism, but also observe that Aristotle’s tragic poetry plays functionally equivalent roles in his own understanding of ethical upbringing. I will begin by considering Han Feizi’s critique of ethical cultivation in virtue ethics as such and how it poses a specific problem for the acquisition of the ‘constitutive reasoning’ shared by Aristotle and Xunzi. I will then briefly note that this problem trades on the synthetic structure of human nature found in both Aristotle and Xunzi (the rational/irrational parts of the soul and the heartmind/five faculties), which grounds the way they understand ethical action and agency. Finally, I will suggest how both Aristotle and Xunzi understand the role of the arts in their extensive programme of ethical cultivation, allowing them to respond to Han Feizi’s attack as too narrow a construal of their respective ethical projects. It is hoped that, through this, we may gain a better sense of how more recent virtue ethicists may similarly draw on aesthetic resources for ethical development. (shrink)

Philosophy has long either dismissed or paid only minimal attention to creativity, and even with the rise of research on imagination, the creative imagination has largely been ignored as well. The aim of this volume is to correct this neglect. By bringing together existing research in various sub-disciplines, we also aim to open up new avenues of research. The chapters in Part I provide some framing and history on the philosophical study of imagination and creativity, along with an overview of (...) the empirical literature. Part II explores imagination and creativity as they manifest in, and in turn shape, the individual. Part III surveys the role of imagination and creativity across a wide variety of artistic domains, and the chapters of Part IV turn to societal domains. Part V focuses on the interplay of imagination and creativity with regard to particular features of creative subjects and different kinds of creative subjects. *** -/- Part I: Theories and Approaches 1. Theories of Imagination (Peter Kung) 2. Theories of Creativity (Julia Langkau) 3. Historical Treatments of Imagination in the Western Tradition (Lucia Oliveri) 4. Historical Treatments of Creativity in the Western Tradition (Elliot Paul) 5. Non-Western Treatments of Imagination (Reza Hadisi and Jing Iris Hu) 6. Non-Western Treatments of Creativity (Nicolas B. Verger and Vlad Glăveanu) 7. Empirical Treatments of Imagination and Creativity (Dustin Stokes) 8. Experimental Philosophy of Imagination and Creativity (Michael T. Stuart) 9. The Relationship between Imagination and Creativity (Margherita Arcangeli) -/- Part II: Imagination and Creativity in Mind and Action 10. Imagination, Creativity, and Skill (Amy Kind) 11. Imagination, Creativity, and Attention (Bence Nanay) 12. Imagination, Creativity, and Agency (Caterina Moruzzi) 13. Imagination, Creativity, and Emotion (Julien Deonna and Fabrice Teroni) 14. Imagination, Creativity, and Embodiment (Adriana Clavel-Vázquez and María Jimena Clavel Vázquez) 15. Imagination, Creativity, and Gender (Luke Roelofs) 16. Imagination, Creativity, and Race (Nicholas Whittaker) 17. Imagination, Creativity, and Child Development (Thalia Goldstein, Anna Sofia Caruso, Darian Stapleton, and Lamin Fatty) -/- Part III: Imagination and Creativity in the Arts 18. Imagination, Creativity, and the Visual Arts (Claire Anscomb) 19. Imagination, Creativity, and Music (Matteo Ravasio) 20. Imagination, Creativity, and Fiction (Hannah H. Kim) 21. Imagination, Creativity, and Dance (David Davies and Anna Pakes) 22. Imagination, Creativity, and the Culinary Arts (Patrik Engisch) 23. Imagination, Creativity, and Film (Murray Smith) 24. Imagination, Creativity, and Acting (Tzachi Zamir) 25. Imagination, creativity, and fashion (Laura T. Di Summa) -/- Part IV: Imagination and Creativity in Society 26. Imagination and Creativity in the Scientific Realm (Alice Murphy) 27. Imagination and Creativity in the Moral Realm (Tim Mulgan) 28. Imagination and Creativity in the Political Realm (Avshalom Schwartz) 29. Imagination and Creativity in the Law (Maksymilian Del Mar) 30. Imagination and Creativity in the Religious Realm (Neil Van Leeuwen) 31. Imagination and Creativity in Business (Eric Peterson) 32. Imagination and Creativity in Times of Crisis (Jennifer Fraser and Noah Stemeroff) Part V: Emerging Issues in Imagination and Creativity Research 33. Imagination, Creativity, and Aphantasia (Andrea Blomkvist) 34. Imagination, Creativity, and Neurodivergence (Sofia Ortiz-Hinojosa) 35. Imagination, Creativity, and Non-Human Animals (Henry Shevlin) 36. Imagination, Creativity, and Artificial Intelligence (Peter Langland-Hassan) 37. Collective Imagination and Collective Creativity (Nick Wiltsher) . (shrink)

I intend to: a) clarify the origins and de facto meanings of the term relativism; b) reconstruct the reasons for the birth of the thesis named “cultural relativism”; d) reconstruct ethical implications of the above thesis; c) revisit the recent discussion between universalists and particularists in the light of the idea of cultural relativism.. -/- 1.Prescriptive Moral Relativism: “everybody is justified in acting in the way imposed by criteria accepted by the group he belongs to”. Universalism: there are at least (...) some judgments which are valid inter-culturally Absolutism: there are at least some particular prescriptions which are valid without exception everywhere and always -/- 2. The traditional proof of prescriptive moral relativism: the argument from variability: Judgments, rules, and shared values are de facto variable in time and space. The traditional counter-proof: examples of variability do not prove what skeptics contend. -/- 3. Pre-history of the doctrine -Ancient sophists: either immoralist or contractualist -Modern moral scepticism (xvii c.): variability as an historical and ethnographic fact supports a sceptical conclusion more moderate than sheer immoralism. - Voltaire, Kant, Reid counter-attack pointing at a universally shared moral sense - Romantics and idealists stage an even more moderate reformulation: instead of universally shared moral sense they point at the Spirit of a People which is: a)alternative to abstract and universal philosophical systems as far as it is lived ‘culture’; b) indivisible unity with an inner harmony and a source of normative standards; c) dynamic, in so far as it is a manifestation of the Spirit through the becoming of National cultures. -/- 4. The birth of Cultural Relativism and its ethical implications 4.1. The 18th c. doctrine was the noble savage (a non-historical doctrine: state of nature vs. social state) 4.2 Edward Tylor (1832-1817) and ethnocentric historicism Savage moral standards are real enough, but they are far and weaker than ours. 4.3 Boas and Malinowski and an holistic reaction to ethnocentric historicism -/- Franz Boas (1858-1942): a) Development of civilizations is not ruled by technical progress nor does it follow a one-way path; instead there are parallel developments (for ex. Agriculture does not follow stock-raising); b) racial characters have no relevance in development of civilization; c) we are not yet in a position to compare externally identical kinds of behaviour till we have not yet understood beliefs and intentions laying at their roots (for ex.: “From an ethnological point of view murder cannot be considered as a single phenomenon”; d) we should distinguish among different practices which are only superficially similar (fro ex. practices traditionally classified under the label “tabù”); e) there is as a fact just one normative ethic, constant in its contents but varying in its extension; f) the implication is not that we cannot judge behavior by members of other groups; it is only a recommendation of caution. -/- Bronislaw Malinowski (1884-1942): a) against Tylor’s and Frazer’s “magpie” methodology, field-work is required, a culture as a whole should be observed from inside; individual elements are incomprehensible; b) a culture is an organic whole; c) its elements are accounted for by their function (economy), avoiding non-observables (empio-criticism). -/- Ruth Benedict and Melville Herskovitz identify Boas’s approach with “cultural relativism”. Benedict: what is normal and abnormal is to be judged on a culture’s own standards, not on our own (“Anthropology and the Abnormal”). Herskovits: “Boas adumbrates what we have come to call cultural relativism” (The Mind, p. 10); “Judgements are based on experience, and experience is interpreted by each individual in terms of his own enculturation” (Man and his Works). -/- 4. How analytic philosophy understood and misunderstood the discussion 4.1. At the beginning of the 20th c., the new view in ethics was non-cognitivism (emotivist and subjectivist). Eric Westermark combines this view with an old-style ethnographic approach in support of relativity of moralities. Moralities are codes, or systems of emotive ‘disinterested’ reactions selected by evolution on their usefulness in terms of survival value for the society that is the carrier of such systems or codes. The moral relativity thesis: there are cases of disagreement that cannot be settled even after agreement about facts. 4.2 Anti-realists Brandt, Mackie, Gilbert, Harman adopt Westermark’s approach in a more sophisticated version: a) moralities are codes with an overall function and may be appraised only as wholes; b) variability is an argument for moral subjectivism; c) apparent legitimacy of deriving shift from ought is legitimized only within one institution d) morality should not be described but instead made, and existing moralities may be improved. Is it ‘real’ relativism? It is clearly subjectivism (a metaethical thesis). The normative thesis is that there better and worse codes, and survival values is the normative standard. -/- 4.3 Particularists MacIntyre, Sandel, Taylor, Wiggins, McDowell ‘Wittgensteinian’ prospectivist arguments bent to support weak-relativist claims MacIntyre: there is ‘incommensurability’ between different theoretical systems in both science and ethics. No argument is possible through different systems Different traditions may coexist for a long time without being able to bring their conflicts to a rational solution. -/- 4.4 Kantian universalists Baier, Gewirth, Rawls, Apel, Habermas Shared claim: justice concerns the right and is universal in so far as it may be based on minimal assumptions Other virtues are relative to context in so far as they are related to comprehensive views of the good - O’Neill criticism: a) it is an assumption shared by both alignments; b) after an alleged crisis brought about by alleged loss of metaphysical certainties, theories of justice have dropped demanding assumptions and kept universalism, virtue theories have kept demanding assumptions and dropped universalism; c) the opposition of virtue and justice has arisen in an unjustified way. O’Neill’s positive proposal: ‘constructive’ procedures may be adopted both (i) concerning all the range of virtues and (ii) across cultures once we abandon idealization and confine ourselves to abstraction from real-world cases. -/- 4.5 A metaethical relativist and anti-relativist normative ethicists: Bernard Williams Williams: vulgar relativism may be assumed to claim that: a) 'just' means 'just in a given society'; b) 'just in a given society' is to be understood in functionalist sense; c) it is wrong for one society’s members to condemn another society’s values. It is inconsistent since in (c) uses ‘just’ in a non-relative way that has been excluded in (a). William’s positive proposal: i) keep a number of substantive or thick ethical concepts that will be different in space and time; ii) admit that public choices are to be legitimized through recourse to more abstract procedures and relying on more thin ethical concepts. -/- 5. Critical remarks 5.1 The only real relativism available is ‘vulgar’ relativism (Westermark?) 5.2. Descriptive universalism (or absolutism) has a long pedigree, from Cicero on, reaching Boas himself but it is useless as an answer to normative questions 5.3. Twentieth-century philosophical discussion seems to discuss an ad hoc doctrine reconstructed by assembling obsolete philosophical ideas but ignoring the real theory of cultural relativism as formulated by anthropologists. -/- 6. A distinction between ethoi and ethical theories as a way out of confusions a)There are systems of conventions de facto existing. These may be studies from outside as phenomena or facts. b)There is moral argument and this, when studies from outside, is a fact, but this does not influence in any degree the possible validity of claims advanced. c) the difference between the above claims and Mackie’s criticism to Searle’s argument of the promising game is that promises, arguments etc. are also phenomena, but they are also communicative phenomena with a logical and pragmatic structure. -/- 7.Conclusions: a) cultural relativism, as a name for Boas’s methodology is a valuable discovery, and in this sense we are all relativists; b) ethical relativism, as an alleged implication of cultural relativism, has been argued in a philosophically quite unsophisticated way by Benedict and Herskovits; philosophers apparently discussed ethical relativism in the basis of a rather faint impression of what cultural relativism had been. c) a full-fledged ethical relativism has hardly been defended by anybody among philosophers; virtually no modern philosopher really argued a prescriptive version of the thesis; d) we may accept the grain of truth in ethical relativism by including relativist critique to ethical absolutism into a universalist normative doctrine that be careful in separating open-textured formulations of universal claims from culturally conditioned particular prescriptions. -/- . 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GAMETOGÊNESE -/- Emanuel Isaque Cordeiro da Silva Instituto Agronômico de Pernambuco Departamento de Zootecnia – UFRPE Embrapa Semiárido -/- • _____OBJETIVO -/- Os estudantes bem informados, estão a buscando conhecimento a todo momento. O estudante de Veterinária e Zootecnia, sabe que a Reprodução é uma área de primordial importância para sua carreira. Logo, o conhecimento da mesma torna-se indispensável. No primeiro trabalho da série fisiologia reprodutiva dos animais domésticos, foi abordado de forma clara, didática e objetiva os mecanismos de diferenciação (...) sexual dos embriões em desenvolvimento, quais os genes envolvidos nesse processo e tudo mais. Nesse segundo trabalho, a abordagem será teórica, mas também clara, sobre a formação primordial dos gametas femininos e masculinos, através da ovogênese nas fêmeas e a espermatogênese nos machos. Esse trabalho visa levar a importância do processo de formação dos gametas e a produção hormonal das gônadas, bem como o entendimento sobre as interações com o eixo hipotálamo-hipofisário. -/- •____INTRODUÇÃO -/- A reprodução sexual é um processo mediante a qual dois organismos da mesma espécie unem seu material genético para dar lugar a um organismo fixo com combinação única de genes; para isso, cada organismo produz células que contém a metade do material genético característico da espécie. Essas células haploides (1n) são denominadas gametas; ao combinar-se um gameta masculino com um feminino produz-se uma célula diploide (2n) (zigoto ou ovo) a partir da qual se forma o embrião. A grande maioria das espécies com reprodução sexual são anisogâmicas, o que significa que produzem dois tipos de gametas diferentes: os gametas masculinos são microscópios, móveis e produzem-se em grande quantidade, enquanto que os femininos são grandes, imóveis e produzem-se em menor quantidade. O tipo de gameta que um indivíduo produz é o que define seu sexo; sobre os animais o macho é o indivíduo que produz grandes quantidades de espermatozoides e a fêmea produz uma menor quantidade de óvulos, enquanto que nas plantas as gônadas masculinas são as produtoras pólen e as femininas produzem oosferas. Os gametas são diferentes do resto das células do organismo, as quais se chamam células somáticas; essas últimas são diploides porque contém dois pares de cromossomos, um par herdado do pai do indivíduo e o outro da mãe. As células somáticas, ademais, se dividem por mitose, ao qual os cromossomos se duplicam antes de cada divisão celular e cada uma das células filhas recebe um complemento diploide idêntico dos cromossomos, logo todas as células somáticas de um indivíduo possuem o mesmo material genético, embora cada tipo celular expresse diferentes combinações de genes. Em contraponto, os gametas são células haploides porque possuem somente um par de cromossomos e a metade do material genético característico da espécie. Cada um dos cromossomos em um gameta é resultado da recombinação dos genes contidos nos cromossomos paterno e materno do indivíduo que originam o gameta, e cada um destes possuem uma combinação única de genes. Os gametas se formam a partir das células germinais, que são células que em sua origem são diploides e elas de “comprometem” a manter-se como uma linha celular especial que em determinado momento sofrerá o processo de meiose para dar origem aos gametas haploides, sejam óvulos ou espermatozoides segundo o sexo do animal. Como descrito no trabalho sobre a diferenciação sexual, as células germinativas primordiais originam-se no epiblasto do embrião, e migram desde o saco vitelino até colonizar as cristas gonodais, onde, por sua vez, proliferam-se e se organizam junto com as células somáticas da gônada primitiva para formar o testículo ou o ovário. As células germinais masculinas e femininas tem a mesma origem embrionária. As gônadas indiferenciadas em um embrião possuem três tipos celulares: as células que dão origem aos gametas (ovogonia ou espermatogonia), as precursoras de células que nutrem os gametas em desenvolvimento (células da granulosa no ovário; células de Sertoli no testículo) e as precursoras de células que secretam hormônios sexuais (células da teca no ovário; células de Leydig no testículo). As células germinais são as únicas estruturas do organismo que têm a capacidade de dividir-se por meiose sofrendo uma redução no número de seus cromossomos, sendo responsável pela transmissão da carga genética aos descendentes. Em contraste, as células somáticas somente se dividem por mitose. A formação dos gametas compreende fases sequenciais de mitose, meiose e pós-meiose. Esses processos são altamente organizados e necessitam de um preciso e bem coordenado programa de expressão genética. Uma das características importantes da gametogênese é a redução cromossômica, que através da meiose, reduz pela metade o número de cromossomos e produz células distintas entre si, devido a trocas de material genético entre os pares de cromossomos provenientes do pai e da mãe, o que ocorre no processo de “crossing over” durante a primeira fase da meiose. A gametogênese é o processo mediante o qual as células germinais de cada sexo se multiplicam, dividem e diferenciam até formar os gametas. No caso da formação dos gametas masculinos o processo recebe o nome específico de espermatogênese, e para os gametas femininos é denominado como ovogênese. Embora os dois processos alcancem o objetivo comum de produção das células haploides, por onde compartilham algumas características, existem diferenças marcadas entre eles devido a necessidade de produzir um número muito distinto de gametas, de tamanho diferente, e com características de motilidade também distintas. -/- •___ESPERMATOGÊNESE -/- A espermatogênese é o processo mediante o qual se produz os gametas masculinos denominados espermatozoides. Durante a vida fetal as células germinais e as células somáticas do testículo em formação organizam-se em túbulos seminíferos que se derivam dos cordões sexuais primários e conformam a maior parte da medula do testículo. Na etapa fetal cada tubo seminífero é delimitado por uma membrana basal, recoberta na parte interior pelas células precursoras das células de Sertoli (um tipo de células somáticas). No exterior do túbulo localizam-se as células precursoras das células de Leydig ou intersticiais (figura 1), que também são células somáticas. Entre a membrana basal e as células de Sertoli encontram-se algumas células germinais denominadas espermatogonias de reserva A0 (denominadas gonócitos) que serão o único tipo de células germinais presentes no testículo enquanto o animal não alcançar a puberdade. As células de Sertoli estabelecem na região basal uniões oclusoras entre si, formando parte da barreira hemato-testicular. As espermatogonias A0 localizam-se por dentro da membrana basal do túbulo seminífero, embora fora da barreira hemato-testicular. Figura 1: fase neonatal. Nota-se a grande infiltração de tecido intersticial em quase 50% da seção originando que os túbulos sejam pequenos e redondos em sua maioria. O citoplasma e núcleo das células pré-Leydig são notadas claramente por essa ser uma espécie suína onde o tecido intersticial está claramente diferenciado. Hematoxilina-eosina (X 220.5). Fonte: Embrapa. -/- O número de células de Sertoli no testículo depende da influência do hormônio folículo estimulante (FSH) presente durante a vida fetal e as primeiras etapas de vida pós-natal. A população de células de Sertoli ao chegar a puberdade se manterá fixa durante o resto da vida do animal; existe uma relação positiva entre o tamanho e a população de células de Sertoli e a capacidade de produção de espermatozoides do testículo. As células de Sertoli são as únicas células somáticas que estão no epitélio seminífero, e sua função é a nutrição, sustentação e controle endócrino das células germinais. As células de Sertoli participam ativamente no processo de liberação dos espermatozoides para a luz do túbulo. Nesse momento, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma do espermatozoide dos chamados corpos residuais. As células de Sertoli também fagocitam as células germinais que se degeneram no curso normal da espermatogênese. Essas células ainda sintetizam grande quantidade de proteínas, como por exemplo as proteínas ABP (androgen hinding protein), que transportam andrógenos para todo o aparelho reprodutivo, transferrinas, que transportam ferro para a respiração celular das células germinais e também às inibinas, que regulam a liberação de FSH pela hipófise, através de um sistema de retroalimentação (feedback) negativa (figura 2). Figura 2: epitélio seminífero, células de Sertoli (flecha) (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Antes da puberdade dos túbulos seminíferos observam-se ao corte como estruturas de diâmetro pequeno, sem luz, e conformados unicamente pelas células de Sertoli e espermatogonias de reserva e rodeados por abundante tecido intersticial, ao que estão presentes as células precursoras das células de Leydig. Ainda antes da puberdade, a diferenciação celular manifesta-se primeiro pela presença de espermatócitos primários, os quais se degeneram em geral na fase de paquíteno, por falta de estimulação hormonal. A partir de que o animal chega a puberdade inicia-se o processo de espermatogênese, que se manterá durante toda a vida do animal, exceto em espécies de animais silvestres muito estacionais, ao qual pode se suspender durante a época não reprodutiva para voltar e ser retomada na época ou estação reprodutiva. Depois da puberdade, os túbulos seminíferos possuem um diâmetro muito maior; em seu interior observa-se um grande número de células germinais de todos os tipos, diferentes estádios de divisão, e em seu lúmen contém líquido e espermatozoides. Ainda sobre o alcancei da puberdade, as espermatogonias começam a dividir-se aceleradamente por mitose, enquanto que no espaço intersticial as células mesenquimais também começam a se diferenciar e a dar origem as células de Leydig (figura 3). A partir dessa etapa as células de Leydig (totalmente diferenciadas) são também evidentes no exterior do túbulo, junto com as células mioides ou peritubulares que o rodeiam o que ao contrair-se são responsáveis por controlar o avanço dos fluidos e as células presentes no lúmen do túbulo. As células mioides estão situadas ao redor do túbulo, e é creditado a elas a promoção da contração e da integridade estrutural do túbulo. Esse tipo celular apenas se diferencia na puberdade pela ação dos andrógenos (figura 4). As interações entre as células de Sertoli e as mioides parecem ter um papel importante na manutenção das funções do testículo. Durante o processo de espermatogênese, as espermatogonias de reserva dividem-se periodicamente e enquanto algumas células fixas permanecem como espermatogonias de reserva, outras proliferam e sofrem uma seção de divisões mitóticas durante as quais se vão diferenciando até formarem espermatócitos primários (espermatocitogênese ou fase de mitose), logo sofrem divisões especiais mediante as quais reduzem seu número de cromossomos (fase de meiose), e ao final trocam de forma para converter-se em espermatozoides (espermatocitogênese) (figura 5). Cada uma dessas etapas da espermato- gênese será descrito detalhadamente adiante, antes é necessário a explicação de algumas características das células de Sertoli e de Leydig que ajudarão a entender seu papel durante a espermatogênese. Figura 3: células de Leydig no espaço intersticial do testículo bovino adulto PAS (400 X). Fonte: Embrapa. -/- Figura 4: o estabelecimento da puberdade pela presença de espermatozoides no túbulo. Hematoxilina-eosina (400 X). Fonte: Embrapa. Figura 5: fases mitóticas das espermatogonias (A0 e B) para formação de um espermatócito primário e as duas fases de meiose que se sucedem antes da espermatogênese. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Ao início da espermatocitogênese as uniões oclusoras entre as células de Sertoli se abrem por etapas (como as comportas de um submarino) para permitir a passagem das espermatogonias em direção ao centro do túbulo seminífero sem que se estabeleça uma continuidade entre o exterior e o interior da barreira hemato-testicular. Uma vez ultrapassada essa barreira, as sucessivas gerações de espermatogonias, espermatócitos, espermátides e espermatozoides irão se localizar em direção ao interior do túbulo seminífero, em estreita associação com as células de Sertoli. Em consequência, as células de Sertoli dividem o túbulo seminífero em dois compartimentos; o compartimento basal (debaixo das uniões oclusoras das células de Sertoli), ao qual residem as espermatogonias de reserva, e o compartimento adluminal (em direção ao centro do túbulo), cujos espaços entre as células de Sertoli desenvolvem o resto do processo de espermatogênese (meiose e espermatocitogênese). Esse feito é importante porque durante a vida fetal as únicas células germinais existentes eram as espermatogonias de reserva, pelo que os antígenos expressados por gerações mais avançadas (espermatogonias intermediárias, secundárias, espermátides e espermatozoides) não são reconhecidos como próprios do corpo pelo sistema imunológico. Logo, o anterior implica que deve existir uma barreira entre eles e o sangue para evitar um ataque imunológico. Em todas as etapas da espermatogênese, as células de Sertoli atuam como células de suporte para as células germinais, que sempre permanecem recoberta pela membrana das células de Sertoli. Também atuam como células nutricionais já que proporcionam o meio em que as células germinais se desenvolvem e maturam, assim como as substâncias que regulam e sincronizam as sucessivas divisões e transformações das células germinais. As células de Sertoli produzem hormônios, como estrógenos e inibina que atuam sobre a hipófise para regular a secreção das gonadotropinas que controlam a espermatogênese. As células de Leydig que residem no exterior do túbulo seminífero também são importantes para a espermatogênese: produzem a testosterona que estimula e mantém a espermatogênese, bem como serve como substrato sobre o qual atua como aromatizador das células de Sertoli para transformá-las em estrógenos. Como supracitado, para seu estudo podemos dividir a espermatogênese em três fase: espermatocitogênese, meiose e espermiogênese (figura 6). Agora, serão descritas cada uma dessas etapas. Em algumas espécies, incluindo no homem, os macrófagos representam o segundo tipo celular intersticial mais numeroso no testículo, depois das células de Leydig. Os macrófagos e vários subtipos de linfócitos são identificados nós testículos de ovinos e ratos. Eles estão intimamente associados com as células de Leydig e atuam juntamente na regulação da esteroidogênese. Figura 6: fluxograma da espermatogênese. -/- Espermatocitogênese -/- A espermatocitogênese, também chamada de etapa proliferativa ou de mitose, consiste numa série de divisões mitóticas sofridas pelas células descendentes de uma espermatogonia de reserva. Uma vez que a célula se divide, abandona o estado de reserva e começa um processo de diferenciação. As espermatogonias de reserva (denominadas espermatogonias A0 na rata ou As nos humanos) são células que existem desde a vida fetal e que permanecem mitoticamente inativas durante a infância. Uma vez que alcançam a puberdade começam a dividir-se em intervalos regulares, e as células filhas podem permanecer como espermatogonias de reserva ou abandonar a reserva e ingressar na dita espermatocitogênese. Uma vez abandonada a reserva, as células filhas que vão se formando em cada divisão permanecem unidas por pontes citoplasmáticas, constituindo um clone que se divide sincronicamente. As células que se formam depois de cada divisão continuam sendo espermatogonias, porém cada geração é ligeiramente diferente da anterior. Na rata, por exemplo, as espermatogonias tipo A0 ao dividir-se originam espermatogonias do tipo A1, que em sucessivas divisões formam espermatogonias dos tipos A2, A3 e A4, as quais, por sua vez, sofrem outra mitose para formar espermatogonias intermediárias e uma mais para formar espermatogonias do tipo B. Essas últimas se diferenciam (sem se dividir) em espermatócitos primários, processo em que termina a fase de espermatocitogênese, que literalmente significa processo de geração de espermatócitos. As espermatogonias tipo A0 são a fonte para a contínua produção de gametas. A metade delas se dividem e formam células iguais (as chamadas células tronco) e a outra metade forma as espermatogonias A1, que sofre novas divisões mitóticas e formam os tipos 2, 3 e 4. O tipo A4 sofre mitose para formar a intermediária (A In), que por mitose, forma a tipo B (figura 6). Esses tipos de espermatogonias podem ser identificadas em evoluções histológicas de acordo com sua organização topográfica na membrana basal dos túbulos seminíferos ou mediante seu conteúdo de heterocromatina. Outra maneira de diferenciação se baseia em marcadores moleculares específicos que distinguem as espermatogonias tronco (A0) das demais, com os fins de isolamento, desenvolvimento in vitro e transplante. As tipo B passam por mitose para formarem os espermatócitos primários; estes iniciam a primeira etapa da meiose formando os espermatócitos secundários; na segunda etapa da divisão meiótica, cada espermatócito secundário se divide e formam as chamadas espermátides. Quando o testículo alcança seu desenvolvimento total, a meiose completa-se e as espermátides originadas se convertem em espermatozoides. Um dos maiores sinais característicos desse fenômeno é o alargamento das espermátides e sua migração em direção ao lúmen do túbulo seminífero (figuras 4, 7 e 8). Figura 7: espermatogonias marcadas por imuno-histoquímica, anticorpo monoclonal TGFa (400 x). Figura 8: fases de divisões meióticas (M), espermatócitos em paquíteno (PA) e espermatócitos secundários (ES). -/- Figura 9: estádio posterior a liberação dos espermatozoides na luz do túbulo. Hematoxilina-eosina (400 x). Mediante as seis divisões mitóticas que ocorrem durante a espermatocitogênese se forma potencialmente um clone de 64 espermatócitos primários a partir de cada espermatogonia A que ingressa sobre o processo. Não obstante, algumas células sofrem apoptose em cada uma das etapas do processo, ao qual o número real formado é menor. Em outras espécies produzem-se um transcurso similar de divisões mitóticas sucessivas durante a espermatocitogênese, embora a nomenclatura utilizada possa ser distinta, por exemplo nos bovinos as duas últimas divisões mitóticas dão origem as espermatogonias de tipo B1 e B2. -/- Meiose -/- Uma vez que as espermatogonias B se diferenciam em espermatócitos primários, esses iniciam a etapa de meiose, com uma nova divisão; desta vez a divisão é do tipo meiótica. Ao completar-se a primeira divisão meiótica (meiose I) se obtém os espermató-citos secundários, que ao sofrer a segunda divisão meiótica (meiose II) dão origem as espermátides. Vale salientar que a meiose é o processo mediante o qual reduz-se a metade do número de cromossomos, pelo que as espermátides que se obtém são células haploides (1n). Os espermatócitos secundários que se formam depois da primeira divisão meiótica contém a metade do número normal de cromossomos, porém a mesma quantidade de DNA já que cada cromossomo é duplo. As espermátides formadas na conclusão da segunda divisão meiótica (figura 7), por sua vez, contém a metade dos cromossomos, e esse já não são duplos, já que se trata de células 1n. Também deve-se enfatizar que durante a meiose é relevante o entrecruzamento dos cromossomos homólogos, pelo que cada espermátide possui uma combinação única e diferente de genes paternos e maternos. Outro ponto que deve ser levado em consideração é que cada espermátide somente possui um cromossomo sexual; a metade das espermátides contém o cromossomo X herdado da mãe do macho que está levando a cabo a espermatogênese e a outra metade contém o cromossomo Y herdado de seu pai. Para cada espermatócito primário que entra no processo de meiose obtém-se cerca de quatro espermátides, pelo qual ao ser completada a meiose potencialmente se poderiam formar até 256 espermátides por cada espermatogonia que abandona a reserva e ingressa na espermatocitogênese. -/- Espermiogênese -/- Durante a espermiogênese, também chamada de fase de diferenciação, as esper-mátides sofrem, sem se dividir, uma metamorfose que as transforma em espermatozoides, os quais finalmente são liberados das células de Sertoli em direção ao lúmen do túbulo seminífero. A espermiogênese é um processo complicado e longo já que a espermátide deve sofrer complexas trocas nucleares, citoplasmáticas e morfológicas que resultam na forma-ção dos espermatozoides. Algumas dessas mudanças incluem a condensação do material nuclear para formação de um núcleo plano e denso, a eliminação do citoplasma para a constituição de uma célula pequena, a formação de uma estrutura especializada denomi-nada acrossomo ou tampa cefálica, e a formação do pescoço e da cauda (flagelo) do esper-matozoide, do que depende a sua motilidade. Durante a maior parte da espermiogênese, as espermátides se mantém com uma estreita associação com as células de Sertoli; logo, chega-se a observar, então, flagelos que se projetam em direção a luz do túbulo que pare-cem sair das células de Sertoli, sendo na realidade os flagelos dos espermatozoides que ainda não tinham sido liberados pelo lúmen. Ao liberar os espermatozoides em direção a luz do túbulo, as células de Sertoli realizam a fagocitose de parte do citoplasma dos espermatozoides (corpos residuais). Também fagocitam os restos de todas as células germinais que sofrem apoptose ou degeneram-se durante a espermatogênese. Credita-se que ao realizar essas funções as células de Sertoli podem fazer uma monitoração eficiente da espermatogênese, o que lhes permitiria emitir sinais para colaborar na regulação desse processo em nível gonodal e a nível sistêmico através da secreção de hormônios como a inibina e o estradiol. Além da inibina e activina, as células de Sertoli sintetizam outras proteínas, como a ABP (proteína ligadora de andrógenos) que serve como uma molécula de transporte de andrógenos dentro dos túbulos seminíferos, ductos deferentes e epidídimo, ou a transfer-rina, que transporta o ferro necessário para a respiração celular. -/- Resultados da espermatogênese -/- O resultado da espermatogênese não significa apenas uma simples multiplicação das células germinais (até 256 espermatozoides a partir de cada espermatogonia A1), senão que através dela são produzidos gametas haploides pequenos, móveis e com grande diversidade genética entre eles, ao mesmo tempo que se mantêm uma reversa de células mãe (espermatogonias A0) a partir das quais se poderiam originar novos ciclos de esper-matogênese durante o resto da vida do animal. -/- Controle hormonal da espermatogênese -/- Como mencionado, o FSH reproduz um importante papel para o estabelecimento das células de Sertoli durante a vida fetal e início da vida pós-natal. O começo da esper-matogênese também é estimulado pelo FSH, que atua sobre as células de Sertoli para estimular sua função e a ativação de sinais dessas células em direção as células germinais, incluindo-as a abandonar a reserva e ingressar na espermatogênese. O FSH, assim mesmo, estimula a mitose durante o resto da espermatogênese e aumenta a eficiência do processo, já que reduz a apoptose e a degeneração de espermatogonias intermediárias e do tipo B. O FSH também estimula as células de Sertoli para produzirem inibina e ABP. Uma vez iniciada a espermatogênese somente requerem níveis baixos de FSH para se mantê-la. As células de Sertoli também devem ser estimuladas pela testosterona para funcio-nar de maneira adequada; se requer também do LH hipofisário: hormônio que estimula as células de Leydig para produzir testosterona. Por sua vez, a secreção de LH e FSH é regulada pelo GnRH hipotalâmico: esse neurohormônio também faz parte do mecanismo de regulação da espermatogênese. A espermatogênese também é modulada em nível local mediante a produção de determinados fatores e interações entre as células. Dentro dos fatores locais podemos mencionar o fator de crescimento parecido com a insulina 1 (IGF-1), o fator de crescimen-to transformante beta (TGF- β), activina, ocitocina e diversas citocinas. Entre as intera-ções celulares existem tanto uniões de comunicação entre as células de Sertoli e as células germinais, como pontes citoplasmáticas entre todas as células germinais que formam o clone de células descendentes de uma espermatogonia A1. Uma vez que as células de Sertoli iniciam sua função na puberdade é possível manter experimentalmente a espermatogênese somente com testosterona, sem ser requeri-dos nenhum outro hormônio. A quantidade de espermatozoides produzidos, no entanto, é maior quando há presença do FSH. Abaixo do estímulo do FSH as células de Sertoli produzem estradiol e inibina, hormônios que geram uma retroalimentação sobre o eixo hipotálamo-hipofisário para a regulação da secreção de gonadotropinas. Em particular, a inibina reduz a secreção de FSH, pelo qual é factível que sirva como um sinal que evite uma excessiva estimulação as células de Sertoli. -/- Ciclo do epitélio seminífero -/- Em cada espécie as espermatogonias de reserva iniciam um novo processo de divi-sões celulares em intervalos fixos: a casa 14 dias no touro; 12 dias no garanhão e a cada 9 dias no cachaço (reprodutor suíno). A nova geração de células que começam a proliferar sobre a base do tubo deslocam-se em direção ao centro do túbulo a geração anterior, que por sua vez deslocam-se as gerações anteriores. Devido as mudanças que vão sofrendo cada geração celular se ajustam a tempos característicos de cada etapa, já que rodas as células em uma determinada seção do túbulo estão sincronizadas entre si pelas células de Sertoli; em cada espécie somente é possível encontrar um certo número de combinações celulares: 14 diferentes combinações no caso da rata, 8 no touro e 6 no ser humano. A sucessão de possíveis combinações até regressar a primeira combinação se conhece como o ciclo do epitélio seminífero. Na maioria das espécies os espermatozoides que são libera-dos em direção a luz do túbulo provém das células que entraram no processo de esperma-togênese quatro gerações antes que a geração que está ingressando nesse momento, pelo que a espermatogênese no touro dura ao redor de 60 dias e um pouco menos em outras espécies domésticas. Significa que os efeitos negativos das alterações na espermatogêne-se podem estar presentes até dois meses depois de que se produziram essas alterações. Como supracitado, geralmente se observa a mesma combinação celular em toda a área de uma determinada secção transversal do túbulo seminífero. No entanto, se fizermos uma série de secções, observa-se que ao longo do túbulo há uma sucessão ordenada de combinações (a primeira em uma determinada secção; a segunda combinação na seguinte secção, e assim sucessivamente em secções subsequentes até regressar a primeira combi-nação. Teremos, então, que ao início da divisão das espermatogonias A1 se produz de forma sincronizada em uma secção do túbulo, e vai-se transmitindo como uma onda peristáltica as secções adjacentes. Esse processo é denominado como onda do epitélio seminífero e graças à esse túbulo seminífero sempre tem secções em todas as etapas da espermatogênese, com o que se alcança uma produção constante de espermatozoides. -/- Alterações da espermatogênese -/- Nas espécies estacionais a espermatogênese, como já mencionado, pode reduzir-se ou inclusive suspender sua atividade fisiológica durante a época não reprodutiva dessas espécimes, porém esse processo fisiológico não pode ser considerado como uma altera-ção. No entanto, a espermatogênese só pode ser alterada pelas enfermidades ou por fatores externos. A principal causa de alterações na espermatogênese é o aumento da temperatura testicular. Por isso, os testículos são localizados na saco escrotal e são “caídos” para fora do corpo como pode-se observar nos bovinos, caprinos, ovinos, caninos e no próprio homem. A temperatura testicular deve estar cerca de 2 a 6 °C abaixo da temperatura corporal normal. As células germinais masculinas são sensíveis ao calor, pelo qual na maioria dos mamíferos os testículos se encontram fora da cavidade abdominal e existe um sofisticado sistema de termorregulação para mantê-los a uma temperatura menor que a corporal. Se a temperatura corporal for elevada ou se os testículos permanecerem na cavidade abdominal, ou ainda se os sistemas termorreguladores do testículo sejam afetados por fatores inflamatórios como edema ou falta de mobilidade testicular dentro do escroto, a temperatura do tecido testicular aumentará e a espermatogênese sofrerá alterações proporcionais ao excesso de temperatura e a duração da elevação. A espermatogênese também pode ser afetada pela exposição a hormônios ou a outras substâncias. É possível que a causa mais comum (sobretudo no homem) seja o uso de esteroides anabólicos, que elevam a concentração de andrógenos na circulação, provo-cando um feedback negativo sobre a secreção de gonadotropinas. Ao deixar de estimular-se o testículo pelas gonadotropinas, este deixará de produzir testosterona, e as concentra-ções de andrógeno exógeno nunca alcançará as altíssimas concentrações de testosterona que normalmente estão presentes a nível do tecido testicular por ser o local onde se produz o hormônio. Também se supõe que diversas substâncias com propriedades estrogênicas derivadas de processos industriais (indústria dos plásticos, hidrocarbonetos etc.) e presentes no ambiente (fatores xenobióticos) podem ser responsáveis pelas alterações na espermatogênese em diversas espécies, entre as quais se inclui o ser humano. -/- • OVOGÊNESE E FOLICULOGÊNESE -/- A ovogênese é o processo seguido pelas células germinais da fêmea para a forma-ção dos óvulos, que são células haploides. Durante a vida fetal as células germinais proliferam-se no ovário por mitose, formando um grande número de ovogonias, algumas das quais se diferenciam em ovócitos primários que iniciam sua primeira divisão meiótica para deter-se na prófase da divisão. Somente alguns desses ovócitos primários retornarão e concluirão a primeira divisão meiótica em algum momento da vida adulta do animal, dando origem a um ovócito secundário e a um corpo polar. O ovócito secundário inicia a sua segunda divisão meiótica, a qual volta a ficar suspensa até receber um estímulo apropriado, já que somente os ovócitos secundários que são ovulados e penetrados por um espermatozoide retornam e concluem a segunda divisão meiótica, dando origem a um óvulo (figura 10). O processo de ovogênese é realizado dentro dos folículos ovarianos, que também tem que sofrer um longo transcurso de desenvolvimento e diferenciação denominado foliculogênese pelo que a ovogênese como tal realiza-se dentro do marco desse último processo. Por essa razão, na seguinte seção descreverei tanto a ovogênese como a folicu-logênese, e a relação que existe entre ambos. Figura 10: representação da ovogênese. Na etapa de proliferação, as células germinais se diferen-ciam por mitose. A meiose I se caracteriza por uma prófase prolongada, ocorrendo a duplicação do DNA. Nas duas divisões, que ocorrem antes da ovulação e depois da fertilização, a quantidade de DNA é reduzida a 1n, com o fim de que a fusão dos pronúcles (singamia) pós-fertilização, seja gerado um zigoto com um número de cromossomos de 2n (diploide). -/- Geração de ovócitos primários e folículos primordiais Tanto a ovogênese como a foliculogênese iniciam-se durante a vida fetal, quando as células germinais primordiais provenientes do saco vitelino colonizam a gônada primitiva e, junto com as células somáticas z organizam-se para a formação dos cordões sexuais secundários, que se desenvolvem principalmente no córtex do ovário. Nesse período, as células germinais que colonizaram o ovário sofrem até 30 divisões mitóticas, proliferando-se até formar milhares ou milhões de ovogonias, que inicialmente formam “ninhos” constituídos cada um deles por um clone de várias ovogonias que descendem da mesma célula precursora e que se mantêm unidas por pontes citoplasmáticas, sincronizan-do suas divisões mitóticas. Nessa etapa alcança-se a máxima população de células germinais no ovário, que antes de nascer se reduzirá drasticamente por apoptose. No ovário do feto humano chegam a haver até sete milhões de células germinais que ao nascimento se reduzem a dois milhões. Os ovários fetais do bovino, de maneira análoga, chegam a ter até 2.100.000 células germinais, que ao nascimento reduzem para 130.000 aproximadamente. A redução no número de ovogonias produz-se ao mesmo tempo que essas células, que vêm dividindo-se por mitose e estão agrupadas em ninhos, iniciam sua primeira divisão meiótica para se transformarem em ovócitos primários: células germinais que se encontram em uma etapa de suspensão (diplóteno) da prófase da primeira divisão meiótica. Nesse período produz-se uma grande proporção de células germinais; as células somáticas dos cordões sexuais, por sua vez, emitem projeções citoplasmáticas que separam a isolam os ovócitos primários sobreviventes, ficando cada um deles rodeados por uma capa de células aplanadas da (pré) granulosa. Ao mesmo tempo em que se forma uma membrana basal entre as células da granulosa e o tecido intersticial do ovário. Ao ovócito primário rodeado de uma capa de células da (pré) granulosa aplanadas e delimita-das por uma membrana basal denomina-se de folículo primordial (figura 11). Nas vacas os folículos primordiais bem formados já estão presentes nos ovários a partir do dia 90 da gestação. A maioria dos folículos primordiais com os que nasce uma fêmea se manterão inativos durante um longo tempo; muitos deles durante toda a vida do animal. Nos folículos primordiais inativos tanto os ovócitos primários como as células da granulosa conservam sua forma original e mantém um metabolismo reduzido estritamente ao mínimo necessário para manter-se viáveis. Por essa razão, ao realizar um corte histológico de qualquer ovário as estruturas mais numerosas que se observam serão os folículos primordiais. No entanto, cada dia da vida de um animal, inclusive desde a vida fetal, um certo número de folículos primordiais reiniciam seu desenvolvimento, e a partir desse momento um folículo exclusivamente pode ter dois destinos: o primeiro, prosseguir seu desenvolvi-mento até chegar a ovular, e o segundo (que é muito mais frequente) encontrar em algum momento condições inadequadas que fazem fronteira com ele para parar seu desenvolvi-mento, levando-o a sofrer atresia e degenerar até desaparecer do ovário. Figura 11: sequência da foliculogênese apresentando as diferentes estruturas que podemos encontrar em cada fase. Fonte: ZARCO, 2018. Culminação da ovogênese A ovogênese somente se completará quando um ovócito primário reinicia a meio-se; completa sua primeira divisão meiótica para formar um ovócito secundário e um primeiro corpo polar e, quando, finalmente sofrer uma segunda divisão meiótica para formar um óvulo e um segundo corpo polar. Os óvulos são as células 1n que constituem os gametas femininos, pouco numerosos, grandes e imóveis. A grande maioria dos ovóci-tos primários, como veremos mais adiante, nunca retomam a meiose e, em consequência, não chegam a formar ovócitos secundários, e muitos dos ovócitos secundários tampouco sofrem uma segunda divisão meiótica, pelo que não chegam a formar os óvulos. Ao longo da vida de uma fêmea, na maioria das espécies, menos de 0,1% dos ovócitos primários (um a cada mil) chega a terminar a ovogênese, dando origem a um óvulo. O supracitado deve-se a que a ovogênese somente pode retomar-se e ser completa-da em ovócitos primários que se encontram dentro dos folículos primordiais que (uma vez ativados) vão alcançando diversas etapas de seu desenvolvimento em momentos precisos aos que encontram as condições ideais de oxigenação, nutrição, vascularização e exposição a fatores parácrinos e a exposição a concentrações de hormônios que se requerem para que o folículo continue em cada etapa de seu desenvolvimento com o processo de foliculogênese até chegar a ovular. Qualquer folículo que não esteja nessas condições ao longo do desenvolvimento sofrerá degeneração e atresia, pelo que o ovócito primário em seu interior nunca chegará ao ponto em que pode retomar a primeira divisão meiótica. No que resta da presente seção revisaremos o processo de foliculogênese em cujo marco se desenvolve a ovogênese; havemos que tomar de conta que essa última se limita ao que ocorre nas células germinais (ovogonia, ovócito primário, secundário e óvulo), pelo qual depende intimamente do desenvolvimento do folículo de que essas células formam parte. Em um princípio a ativação do folículo primordial e o desenvolvimento folicular são independentes das gonadotropinas: não se conhecem os mecanismos precisos median-te os quais um folículo primordial se ativa e reinicia seu desenvolvimento, nem como se decide quais folículos, dentre as dezenas de milhares de ou centenas de milhares presentes em um ovário se reativarão em um dia em particular. A reativação trata-se de uma liberação de influência de fatores inibidores, já que os folículos primordiais se reativam espontaneamente quando cultivados in vitro, isolados do resto do tecido ovariano. Uma vez que um folículo primordial se ativa, inicia-se um longo processo de desenvolvimento que somente depois de vários meses (ao redor de cinco meses no caso dos bovinos) o levará a um estádio em que seu desenvolvimento posterior requer a presença das gonado-tropinas; daí que se diz que as primeiras etapas do desenvolvimento são independentes das gonadotropinas. Durante a fase independente de gonadotropinas, um folículo primordial que tenha sido ativado e tenha começado a crescer; passará primeiro para a etapa de folículo primá-rio, caracterizada por conter um ovócito primário que está rodeado, por sua vez, por uma capa de células da granulosa, que não são planas, e sim cúbicas. Depois, se o folículo continuar crescendo se transformará em um folículo secundário, ao qual as células da granulosa começam a proliferar (aumentando em número) e se organizam em duas ou mais capas que rodeiam o ovócito primário. Entre o ovócito e as células da granulosa que o rodeiam se forma nesta uma zona pelúcida; ainda assim o ovócito mantém contato direto com essas células, mediante o estabelecimento de pontes citoplasmáticas que atravessam a zona pelúcida. Através dessas pontes citoplasmáticas as células da granulosa podem passar nutrientes e informação ao ovócito primário. O volume e o diâmetro do ovócito primário aumentam ao mesmo tempo que as células da granulosa proliferam-se, para incrementar as capas ao redor do ovócito. De maneira gradual o citoplasma do ovócito primário aumenta até 50 vezes seu volume e a proliferação das células continua. Esses folículos que possuem cada vez mais células e portanto mais capas de células da granulosa se denominam folículos secundários. Para evitar confusões, há a necessidade de nomen-clatura ao qual o folículo vá mudando de nome de primordial a primário e logo, de secun-dário, a terciário, por sua vez, o ovócito que encontra-se em seu interior, a todo momento, segue sendo um ovócito primário. Durante a etapa dependente de gonadotropinas, os folículos secundários começam a formar um espaço cheio de líquido, o antro folicular, desse modo se convertem em folí-culos terciários. Com a utilização de outra nomenclatura, a formação do antro marca a transição entre folículos pré-antrais (sem antro) e folículos antrais (com antro). Em algum momento dessa transição entre folículo secundário e terciário, também aparece a depen-dência de folículos em direção as gonadotropinas, pelo qual somente podem seguir crescendo na presença do hormônio luteinizante (LH) e do hormônio folículo estimulante (FSH). Nos bovinos e em outras espécies (para seu estudo), os folículos antrais são dividi-dos em pequenos, médios e grandes. Embora todos eles possuam um antro folicular, dependendo do seu grau de desenvolvimento requerem diferentes concentrações de gona-dotropinas para continuar o crescimento. Os folículos antrais mais pequenos somente re-querem concentrações baixas de LH e FSH, pelo qual podem continuar crescendo em qualquer momento do ciclo estral inclusive em animais que não estão ciclando (fêmeas em anestro pré-puberal, gestacional, lactacional, estacional). Nas etapas posteriores os folículos antrais requerem primeiro concentrações elevadas de FSH, e nas etapas finais somente podem continuar crescendo na presença de pulsos frequentes de LH, pelo qual somente os folículos que encontram-se sob concentrações apropriadas desses hormônios podem seguir crescendo. Por essa razão, nos animais que se encontram em anestro de qualquer tipo somente é possível encontrar folículos antrais pequenos ou médios, segundo a espécie, e nos animais que se encontram ciclando (estro) o maior tamanho folicular encontrado em um determinado dia do ciclo dependerá das concentrações de FSH e LH presentes nesse momento e nos dias anteriores. Um folículo que chega ao estado máximo de desenvolvimento, conhecido como folículo pré-ovulatório, ao final, somente chegará a ovular se for exposto a um pico pré-ovulatório de LH. Como supracitado, cada dia na vida de uma fêmea inicia seu desenvolvimento um certo número de folículos; a grande maioria sofrem atresia, mas depois da puberdade em cada dia do ciclo estral um ou vários folículos vão encontrando ao longo do seu desenvol-vimento concentrações hormonais que lhes permite chegar na etapa de folículo pré-ovula-tório. Somente nestes folículos, e como consequência de um pico pré-ovulatório de LH, se reinicia e completa-se a primeira divisão meiótica do ovócito primário, produzindo duas células distintas. Uma delas é o ovócito secundário, que retém praticamente todo o citoplasma. Contém, assim mesmo, em seu núcleo um par de cromossomos duplos, a outra é o primeiro corpo polar, que é exclusivamente um núcleo com uma quantidade mínima de citoplasma. Na maioria das espécies ovula-se um ovócito secundário que se encontra, então, suspendido na segunda divisão meiótica. Esta segunda divisão meiótica somente reinicia-rá e completarar-se uma vez que o espermatozoide começa a penetrar sob o ovócito secundário. Ao concluir-se a divisão se forma o segundo corpo polar e completa-se a ovogênese com o qual se obtém o óvulo, célula 1n que constitui o gameta feminino. No entanto, o óvulo existe pouco tempo como tal, já que em poucos minutos/horas (depen-dendo da espécie) se produzirá a fusão do núcleo do mesmo (pró-núcleo feminino) com o do espermatozoide (pró-núcleo masculino), com o qual se completa a fertilização e se forma um novo indivíduo (o ovo ou zigoto). -/- Ondas foliculares -/- Como mencionado supra, todos os dias um determinado número de folículos pri-mordiais se ativam e começam a crescer, os quais crescem em um ritmo característico em cada espécie. Isso provoca que em qualquer momento existam nos ovários folículos pri-mordiais (que começam a crescer em alguns dias ou semanas), assim como folículos secundários em diversas etapas do desenvolvimento, os quais iniciaram seu desenvolvi-mento em semanas ou inclusive meses (segundo o grau de desenvolvimento atual). Também em qualquer momento poderá haver folículos antrais nas etapas iniciais de seu desenvolvimento (com antros que já se podem detectar em cortes histológicos mas não são visíveis macroscopicamente). Todos esses folículos chegaram até seu estado de de-senvolvimento atual (primário, secundário ou antral pequeno), independente da etapa do ciclo estral em que sejam observados ou encontrados. Nos bovinos, os folículos que chegam ao início da etapa antral iniciaram seu desenvolvimento cinco meses antes, e todavia requerem ao redor de 42 dias para chegar ao estado pré-ovulatório. Para continuar seu desenvolvimento, os folículos antrais pequenos devem encon-trar concentrações altas de FSH, que os estimulam para prosseguir o crescimento. Cada vez que se produz uma elevação nas concentrações de FSH, esse hormônio estimula o desenvolvimento de um grupo de folículos antrais pequenos, que começaram a crescer muito tempo antes e que o dia da elevação de FSH tenha alcançado o grau de desenvolvi-mento preciso para responder com eficiência a este hormônio, o qual atuará através de seus receptores nas células da granulosa para estimular a produção de estradiol, a secreção de inibina, a produção de líquido folicular e a proliferação das células da granulosa. Um grupo de folículos antrais pequenos é assim recrutado pelo FSH para acelerar seu cresci-mento e aumentar sua produção de estradiol e inibina (figura 12). Mediante um seguimento ultrassonográfico dos ovários é possível identificar pou-cos dias depois um certo número de folículos, que por haver sido recrutados começam um período de crescimento acelerado. Durante alguns dias vários folículos crescem juntos, porém depois um deles é selecionado para continuar crescendo, enquanto que o restante do grupo deixam de fazê-lo e terminam sofrendo atresia. Através da ultrassom é possível identificar o folículo selecionado, agora chamado folículo domi-nante, já que sua trajetória de crescimento sofre um desvio com respeito a seguida pelo restante do grupo. Os folículos que não foram selecionados deixam de crescer e sofrem atresia já que deixam de possuir o suporte gonadotrópico de FSH, uma vez que as concentrações desse hormônio são suprimidos pela inibina e o estradiol produzidos pelo conjunto de folículos que conformam a onda folicular (figura 12), porém o folículo mais desenvolvido do grupo se converterá em dominante. A inibina atua diretamente a nível hipofisário para reduzir a secreção de FSH. Figura 12: onda folicular e relação dos níveis de FSH, estradiol e LH. Fonte: ZARCO, 2018. -/- Figura 13: Recrutamento, seleção e dominação folicular na espécie ovina e influência do FSH e LH nas fases. Fonte: SILVA, E. I. C. da, 2019. -/- A razão pela qual o folículo dominante é capaz de continuar seu desenvolvimento apesar da baixa nas concentrações de FSH é que o folículo é o único que alcançou o grau de progresso necessário para que apareçam os receptores para LH em suas células da granulosa. Esse processo permite ao folículo dominante ser estimulado pela LH, e que requeira baixas concentrações de FSH para manter seu desenvolvimento. A secreção de LH em forma de pulsos de baixa frequência (um pulso a cada quatro a seis horas), característica da fase lútea do ciclo estral; é suficiente para permitir que um folículo dominante continue crescendo por mais dias depois da sua seleção e que mais tarde mantenha-se viável durante alguns dias embora não aumentem de tamanho. Contu-do, se durante o período viável desse folículo não seja finalizada a fase lútea e não diminuam as concentrações de progesterona, o folículo terminará sofrendo atresia devido a exigência de um padrão de secreção acelerada de LH (aproximadamente um pulso por hora) durante o desenvolvimento pré-ovulatório, que somente pode ser produzido com a ausência da progesterona. Uma vez que um folículo dominante sofre atresia deixa de produzir inibina, pelo qual as concentrações de FSH podem elevar-se novamente para iniciar o recrutamento de outro grupo de folículos a partir da qual se origina uma nova onda folicular. Durante o ciclo estral de uma vaca podem gerar-se dois ou três ondas foliculares; somente em raros casos quatro. A etapa de dominância folicular da primeira onda na grande maioria dos casos não coincide com a regressão do corpo lúteo, pelo qual o primei-ro folículo dominante quase invariavelmente termina em atresia. Em algumas vacas o fo-lículo dominante da segunda onda ainda está viável quando se produz a regressão do corpo lúteo e acelera-se a secreção de LH, pelo qual esse segundo folículo dominante se converte em folículo pré-ovulatório e, ao final ovula. Em outros animais o segundo folícu-lo dominante também perde a sua viabilidade antes da regressão do corpo lúteo, por onde nesses animais se inicia uma terceira onda folicular, da qual surge o folículo que finalmen-te ovulará depois de produzir-se a regressão do corpo lúteo. Sem importar a onda em que se origine, uma vez que um folículo dominante é ex-posto a alta frequência de secreção de LH que se produz depois da regressão do corpo lúteo, aumenta ainda mais sua secreção de estradiol até que as altas concentrações desse hormônio comecem a exercer um feedback positivo para a secreção do LH. Isso provoca-rá a aceleração da frequência de secreção do LH até que os pulsos são tão frequentes que começam a ficar por cima e produzir-se o pico pré-ovulatório de LH, que é responsável pela realização da ovulação e a maturação final do ovócito. -/- •___DIFERENÇAS ENTRE ESPERMATOGÊNESE E OVOGÊNESE -/- Enquanto que na fêmea a ovogênese inicia-se durante a vida fetal, no macho a es-permatogênese começa na puberdade. Na fêmea, a partir de um ovócito primário se origi-na um óvulo; no macho, de um espermatócito primário se produzem, teoricamente, quatro espermatozoides. Outra característica interessante é que enquanto a fêmea já conta desde o nasci-mento com todos os ovócitos que necessitará na vida adulta, o macho necessitará chegar a puberdade para iniciar o desenvolvimento das células sexuais, já que ao nascer somente possui gonócitos precursores das células germinais, células de Sertoli e intersticiais. Na vida adulta de uma fêmea, o número de células germinais desaparece paulati-namente. Uma vez iniciada a espermatogênese no macho, a cada ciclo do epitélio seminí-fero as células germinais são renovadas mantendo a provisão para toda a vida reprodutiva. Na fêmea, a meiose sofre duas interrupções em seu transcurso, e no macho é ininterrupta. Figura 14: representação em diagramação comparativa do desenvolvimento da gametogênese. -/- Principais pontos abordados sobre as diferenças entre a gametogênese masculina e feminina: ❙ Na ovogênese a meiose contêm-se em duas ocasiões esperando acontecimentos externos para prosseguir. Já na espermatogênese não existe a suspensão da meiose. ❙ A espermatogênese é um processo contínuo, enquanto que a ovogênese pode completar exclusivamente um óvulo em cada ciclo estral; já que só pode ser completada por mais de um nas espécies que ovulam vários ovócitos no caso das porcas, cadelas, gatas etc. ❙ Na espermatogênese existem células de reserva que permitem a continuação du-rante toda a vida, enquanto que na ovogênese o número de ovócitos primários é limitado. A fêmea somente conta com os que nasceu, e eles não se dividem. ❙ Na espermatogênese obtém-se até 256 espermatozoides para cada espermatogo-nia que inicia o processo, enquanto que na ovogênese somente se obtém um óvulo a partir de cada ovócito primário. ❙ Durante a espermatogênese se produz uma metamorfose que transforma as es-permátides em espermatozoides. Na ovogênese não ocorre um processo análogo. ❙ Na espermatogênese, durante a meiose produzem-se quatro espermátides a partir de cada espermatócito primário. Na ovogênese se produz somente um óvulo a partir de cada ovócito primário; produz, ademais, dois corpos polares. ❙ Todos os óvulos que se produzem durante a ovogênese contém um cromossomo X, enquanto que a metade dos espermatozoides possuem um cromossomo Y e a outra metade um cromossomo X. ❙ Na espermatogênese produzem-se centenas ou dezenas de milhões de esperma-tozoides por dia, enquanto que na ovogênese se produz um ou alguns óvulos a cada ciclo estral. ❙ A espermatogênese produz gametas macroscópicos e com motilidade própria, enquanto que a ovogênese produz gametas grandes e imóveis. -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- ABDEL-RAOUF, Mohammed et al. The postnatal development of the reproductive organs in bullswith special reference to puberty.(Including growth of the hypophysis and the adrenals). Acta endocrinologica, n. Suppl No. 49, 1960. ADONA, Paulo Roberto et al. Ovogênese e foliculogênese em mamíferos. Journal of Health Sciences, v. 15, n. 3, 2013. AERTS, J. M. J.; BOLS, P. E. 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REPRODUÇÃO ANIMAL: TRANSFERÊNCIA DE EMBRIÕES EM ANIMAIS, E A INDÚSTRIA DE EMBRIÕES NO BRASIL -/- ANIMAL BREEDING: EMBRYO TRANSFER IN ANIMALS, AND THE EMBRYO INDUSTRY IN BRAZIL Apoio: Emanuel Isaque Cordeiro da Silva Departamento de Zootecnia da UFRPE E-mail: [email protected] WhatsApp: (82)98143-8399 -/- 1. INTRODUÇÃO A técnica da inseminação artificial tornou possível aumentar o impacto na descendência de touros geneticamente superiores em termos de produção láctea das filhas. Com a transferência de embriões é possível aumentar o impacto da fêmea sobre (...) a população das filhas. A transferência de embriões data de 1890, ano em que Heape obteve o nascimento de coelhos transferindo ovócitos fecundados de uma fêmea para outra. A partir de 1930, é repetida uma série de experiências para desenvolver a técnica e aplicá-la em ovinos, caprinos (1934) e bovinos (1951) como espécies mais idôneas para a reprodução. A Inglaterra e os Estados Unidos estabeleceram as bases para o comércio de embriões durante os anos sessenta e setenta. De forma resumida, a transferência de embriões implica na estimulação da produção de ovócitos mediante a aplicação de hormônios: cerca de 6-8 dias após a cobrição dessas fêmeas ou da sua inseminação artificial, os óvulos fertilizados são extraídos dos órgãos genitais da fêmea doadora por perfusão ou lavagem com soluções biológicas controladas e testadas, originando-se uma deposição dos gametas fecundados nas fêmeas receptoras que serão encarregadas de levar adiante a gestação e o parto sem influência sobre as produções do novo indivíduo. 2. MANEJO DAS FÊMEAS DOADORAS É relativamente fácil obter um embrião, uma vez que pode origina-se a partir do cio natural das vacas cíclicas. No entanto, a fim de otimizar a técnica, o normal é «superovular» a fêmea doadora e obter um número superior de gametas fecundadas após cada lavagem ou perfusão das genitais. A maioria das fêmeas doadoras são tratadas com gonadotrofinas (PMSG) ou com hormônios estimuladores da foliculogênese (FSH). Estes hormônios invertem a atresia normal de folículos permitindo uma maturação, que em condições normais não se realizaria. O mecanismo exato do funcionamento destas hormonas não é totalmente claro. A superovulação multiplica por um fator de 10 o número de ovócitos recuperados no caso das vacas, ovelhas e cabras, mas apenas por um fator 2 ou 3 no caso das porcas. Existe um acordo geral sobre a utilização das gonadotrofinas; a PMSG deve ser aplicada durante a transição da fase luteica para a folicular, ou seja, no 16º dia do ciclo. As doses de gonadotrofinas variam entre 1500 e 3000 UI em bovinos, aumentando a resposta e a variabilidade individual com o aumento da dose. A resposta ao tratamento varia de acordo em função de diversos fatores. Neste contexto, merecem especial atenção a espécie, a raça, a época e a conformação corporal do animal, bem como o lote de fabricação da preparação hormonal (quadro 7.1). Estudos demonstram que, nos bovinos, as raças de corte respondem melhor ao tratamento do que as raças leiteiras. Tabela 1: Doses de gonadotrofinas em UI -/- Espécie Dia do ciclo Crescimento folicular_ ___ PMSG FSH Ovulação _____ PMSG FSH Bovinos 8 – 10 1500 – 3000 20 – 50 1500 – 2000 75 – 200 Caprinos 16 – 17 1000 – 1500 12 – 20 1000 – 1500 50 – 75 Ovinos 12 – 14 1000 – 2000 12 – 20 1000 – 1500 50 – 75 Suínos 15 – 17 750 – 1500 10 – 20 500 – 1000 25 – 50 Coelhos — 25 – 75 2 – 3 25 – 75 2 – 3 Fonte: HAFEZ, 2004. O FSH também é utilizado para superovulação em várias espécies. Nos ovinos, injetam-se 2 mg desta hormona 12 horas antes da retirada das esponjas, aplicando-se mais três injeções, com um intervalo de 12 horas, até 24 horas após a retirada das esponjas, o que corresponde a um total de 8 mg de FSH injetados por tratamento e animal. Às vezes, e dependendo do país, existem dificuldades para a obtenção desse hormônio em condições de pureza adequada para que o tratamento proporcione o resultado esperado. Nas vacas dadoras devem ter passado mais de 50 dias após o último parto: também ser animais cíclicos, encontrar-se num nível nutricional elevado e em aumento, sem deficiências especificas alimentares. Existe uma indicação de suplementação das fêmeas doadoras com minerais essenciais antes do tratamento. 3. OBTENÇÃO DE EMBRIÕES Uma vez as fêmeas doadoras inseminadas, entre o sexto e o oitavo dia, procede-se a coleta dos embriões. Para isso, atualmente se utilizam cateteres de obtenção transcervical (tipo Foley, Rusch. etc.) munidos de uma bola insuflável na sua extremidade que permite criar um compartimento estanque na parte distal do córneo uterino e proceder ao arrasto dos embriões ali localizados. Para obter esta «lavagem» utiliza-se uma solução aquosa tamponada: o meio mais frequentemente utilizado é o tampão fosfato salino (PBS: pH = 7; PO = 280 - 290 mOsm/kg) suplementado com antibióticos e proteínas. Depois de recuperado o meio de lavagem, os embriões devem ser isolados do volume total, avaliados segundo critérios do Manual da Sociedade Internacional de Transferência de Embriões de acordo com seu estado de desenvolvimento. Código numérico para determinar o grau de desenvolvimento embrionário: N° 1: ovócito não fertilizado ou embrião de uma célula (1 dia). N° 2: Identifica embriões com 2 a 16 células (2-4 dias). N° 3: Identifica mórulas adiantadas (5-6 dias). N° 4: Identifica mórulas compactas de 6 dias de idade. N° 5: blastocisto adiantado (7 dias). N° 6: blastocisto (7-8 dias). N° 7: blastocisto expandido (8-9 dias). N° 8: blastocisto eclodido (9 dias) a partir do nono ou décimo dia o blastocisto já está fora da zona pelúcida. Além da classificação por estado de desenvolvimento, a referida Sociedade Internacional estabeleceu uma categorização dos embriões com base na qualidade dos mesmos. Assim os denomina: 1: excelente; 2: bom; 3: regular; 4: degenerado. Segundo as investigações de diversos autores especialistas no tema não devem ser transferidos embriões que não tenham sido classificados como excelentes ou bons. A obtenção dos embriões pode ser realizada em uma clínica, em unidades móveis especializadas, ou na própria fazenda. Em todo o caso, a doadora não deve apresentar quaisquer sintomas clínicos de doença, sendo esta responsabilidade direta do veterinário. O rebanho de onde provém a doadora deve estar livre de medidas cautelares sanitárias. Os técnicos devem estar adequadamente limpos e preparados para esta atuação, em um lugar tranquilo e que permita a colocação de equipamentos e material em condições limpas e seguras. 4. TÉCNICAS DE TRANSFERÊNCIA DE EMBRIÕES Recomenda-se que os embriões sejam transferidos o mais rápido possível depois da recuperação. A fêmea receptora deve apresentar um ambiente uterino o mais semelhante possível ao da fêmea doadora. Isto quer dizer que a receptora também será mantida num sistema de sincronização para que coincida o mais possível o estágio de desenvolvimento embrionário com seu correspondente estado uterino. A margem de assincronia para evitar efeitos indesejáveis é de ± 24 horas. Os métodos hormonais de sincronização são análogos aos das doadoras. As técnicas para a deposição dos embriões no seu novo habitat podem ser igualmente cirúrgicas e não cirúrgicas, mas devido aos problemas do uso de anestésicos em técnicas cirúrgicas, as transferências foram direcionadas para modelos não-cirúrgicos ou transcervicais. Este método é baseado na utilização do colo uterino de forma análoga como é realizada na inseminação artificial. Devido às relações entre o embrião e o ovário, as porcentagens de fertilidade são aumentadas ao serem depositadas no corno ipsilateral no ovário que se encontra ativo. A utilização desta técnica implica na obtenção de mais fêmeas gestantes. O uso de novilhas como fêmeas receptoras aumenta também a taxa de gestações a partir de uma maior facilidade de manejo, uniformidade na resposta hormonal e um custo mais baixo. O fator humano ou habilidade do técnico que realiza esta técnica também constitui um fator que influencia decisivamente no êxito da transferência, encontrando-se variações de 20 a 60% devidas a este fator. 5. CONTROLES SANITÁRIOS Com a utilização da inseminação artificial, verificou-se que, embora as tecnologias reprodutivas colaborativas fossem mais avançadas em termos de técnicas destinadas a aumentar a produtividade individual, da mesma forma, podem constituir um perigo de contaminação e de dispersão de doenças estrangeiras para o grupo ou rebanho para onde são transferidos os novos genes. Neste contexto, a transferência embrionária (TE) deve realizar-se tendo em conta os riscos que pode implicar uma manipulação inadequada. Uma vez mais, a Sociedade Internacional (IETS) na Reunião Regional da OIE (Oficina Internacional de Epizootias) estabeleceu as normas em 1985 para que a TE pudesse ser utilizada como meio para controle de doenças na pecuária. Para que a utilização da TE se realize sem risco para a saúde, é necessário ter em conta um certo número de regras e condições específicas que evitem os riscos de contaminação. O embrião está separado do meio externo por três barreiras de proteção: o corpo da mãe, o útero por si só e a terceira, e mais importante, pela zona pelúcida, a qual nos animais domésticos tem demonstrado ser totalmente impermeável a qualquer elemento patogênico, desde que fique intacta. Portanto, o risco de contaminação dos embriões pode vir por duas vias diferentes: a) Fatores extrínsecos - por invasão dos agentes patogênicos na cavidade uterina principalmente. Isto está relacionado com o estado sanitário médio do país, região ou rebanho de origem. b) Fatores intrínsecos - Segundo Thibier podemos considerar diferentes fontes potenciais de contaminação, que segundo o risco sanitário se classificam nas seguintes ordens: 1° Zigoto. 2° Penetração. 3° Absorção. 4° Armazenamento. 5° Exame. 6° Transferência. Os esforços para que os embriões se tornem livres de contaminação devem ser semelhantes aos que são efetuados com os animais vivos e com as doses seminais. O momento mais perigoso encontra-se entre a coleta das células fecundadas e a sua deposição, após seu exame, no trato reprodutivo da receptora. As condições em que o referido processo deve ser realizado encontram-se detalhadas no manual da Sociedade Internacional de Transferência de Embriões (IETS). 6. REGRAS DA IETS A transferência de embriões é a via mais segura para a troca de genes. No entanto, os técnicos devem esforçar-se por manter todas as regras e normas sanitárias para que a coleta e a manipulação dos embriões se realizem sob condições de absoluta garantia higiênica e sanitária. A transferência embrionária implica, pela primeira vez na história da medicina veterinária, que a vigilância sanitária não se aplica estritamente ao animal, uma vez que, na sua fase "in vitro", está inteiramente sob o controle do técnico. Por conseguinte, não haverá futuro para este tipo de biotecnologia se, paralelamente, não houver um elevado nível de garantia de que não «servirá» para não disseminar ou difundir doenças. As conclusões da Sociedade Internacional de Transferência de Embriões (IETS) na sua reunião anual de 14 de Janeiro de 1992 estabelecem, tendo em conta a revisão efetuada em 1991 pela Subdireção de Investigação e pelo Comitê de Importação e Exportação, uma classificação das doenças. Esta classificação corresponde às seguintes categorias: Categoria 1 - Doenças ou agentes de doenças para as quais foram recolhidas provas suficientes para afirmar que o risco de transmissão é negligenciável, desde que os embriões sejam corretamente manipulados entre a coleta e a transferência: a) Leucose bovina enzoótica. b) Febre aftosa (bovinos). c) Língua azul (bovinos). d) Brucelose bovina. e) Rintraqueíte infecciosa bovina. f) Doença de Aujeszky. Categoria 2 - Doenças para as quais foram recolhidas provas substanciais que indicam que o risco de transmissão é insignificante, desde que os embriões sejam corretamente manipulados entre a coleta e a transferência, mas para as quais é necessário verificar os dados existentes através de novas transferências: a) Peste suína clássica. Categoria 3 - Doenças ou agentes de doenças para as quais os resultados preliminares indicam que o risco de transmissão é insignificante, desde que os embriões sejam corretamente manipulados, entre a coleta e a transferência, mas para os quais essas verificações preliminares devem ser corroboradas por dados experimentais complementares "in vitro" e "in vivo": a) Peste bovina. b) Diarreia viral bovina. c) Língua azul (ovinos). d) Febre aftosa (suínos, ovelhas e cabras). e) Campylobacter fetus (ovinos). f) Doença vesicular do porco. g) Peste suína africana. h) Prurido lombar (ovinos). i) Haemophilus somnus. Categoria 4 - Doenças ou agentes de doenças que foram ou são objeto de trabalhos preliminares: a) Vírus Akabane (bovino). b) Estomatite vesicular (bovinos e suínos). c) Chlamydia psittaci (bovinos e suínos). d) Ureaplasma/micoplasmose (bovinos e caprinos). e) Maedi-visna (ovino). f) Adenomatosa pulmonar (ovino). g) Prurido lombar (caprinos). h) Língua azul (caprinos). i) Artrite e encefalite caprina. j) Parvovírus (suíno). k) Enterovírus (bovinos e suínos). I) Leptospirose (suíno). m) Herpesvírus 4 dos bovinos. n) Mycobacterium paratuberculose (bovinos). o) brucelose ovina. p) Doença de Border (ovinos). q) Vírus parainfluenza 3 (bovinos). r) Agente da encefalopatia espongiforme bovina. É interessante salientar que apenas seis doenças estão incluídas na categoria 1 (a mais segura). Isso não significa que as outras doenças tenham um risco maior, apenas indica que o risco de transmissão das doenças da categoria 1 é irrelevante, estatisticamente falando. É importante assinalar que as doenças mais importantes dos bovinos se situam na categoria 1. Isto significa que a incidência do embrião patogênico nos bovinos parece ser perfeitamente controlável, desde que sejam adotadas metodologias adequadas. Isto serve também como linha de defesa adicional para que o técnico centre sua atenção e cuidados entre a fase de obtenção e a de transferência. 7. SITUAÇÃO ATUAL DA TRANSFERÊNCIA DE EMBRIÕES ANIMAIS NO BRASIL O Brasil é um dos grandes responsáveis mundiais pela implantação da tecnologia na reprodução animal, sendo assim, o país conseguiu inserir-se no mercado internacional como um dos maiores produtores de embriões in vivo e in vitro. Nas últimas duas décadas, especialmente entre os anos de 1997 e 2017 o país passou por importantes transformações nesse segmento, dentre essas transformações vale destacar a posição relativa do Brasil no contexto mundial. O Brasil passou de referência regional, nos anos 1990, para se tornar o maior produtor mundial de embriões entre os anos 2012 e 2013, sendo líder no uso e na produção de embriões in vitro. Os primeiros registros da TE produzidos in vivo no Brasil datam da década de 1980, e uma década depois o país já tornara-se referência e detinha um mercado consolidado de produção e TE na espécie bovina. Não obstante, no ano de 1997 o país ainda era referência apenas no contexto regional, detendo 68,3% dos embriões transferidos na América Latina, esse percentual corresponde a 24.085 embriões de um total de 35.254 produzidos na América Latina. Esse percentual regional representa apenas 6,6% de toda a produção mundial de embriões in vivo, que produziu, em 1997, 360.656 embriões in vivo. Nos últimos anos, o mercado de embriões, principalmente o bovino, teve retração moderada de -2,5% ao ano entre 2003 e 2018, porém essa retração contrasta com o ligeiro crescimento observado a partir dos anos 2000 conforme figura 1: Figura 1: Produção de embriões bovinos no Brasil no período 1996-2018, total e por tecnologia adotada (in vivo[IVD] ou in vitro [IVP]). Em 2018, o mercado de embriões bovinos manteve-se inalterado se compararmos com os três anos anteriores, houve reduções nós segmentos de corte, leite e no total comparado ao ano de 2017. Em 2014, a produção de embriões para melhoramento do gado leiteiro teve seu ápice, porém de lá para cá esse mercado manteve-se estagnado como demonstra a tabela 2. Tabela 2: Produção de embriões bovinos no Brasil em 2018, estratificada por segmento e por tecnologia adotada (in vivo ou in vitro). 7.1 Crise, economia e mercado de embriões A indústria de embriões reflete, em maior ou menor grau, o momento da economia brasileira. Apesar do segmento agropecuário ser um setor em constante crescimento no país, ao qual, sem dúvidas, em meio a inúmeras crises mantém-se em constante crescimento. Porém vale ressaltar que esse mercado é emergente e está refletido em paralelo com os bens produzidos pelo país, como demonstra a figura 2. Figura 2: Produção de embriões bovinos e variação no produto interno bruto (PIB) no Brasil, no período 1996-2018. Cada vez mais o setor agropecuário do Brasil investe em novas tecnologias que maximizem o mercado e que melhore a produção dos animais seja no segmento corte ou leite. Segundo a OCDE, 1997, essa indústria da produção de embriões é um conjunto de novas técnicas e processos, frutos do desenvolvimento técnico-científico, que chega ao mercado e - o mais importante - o transforma. Logo, todas essas técnicas e biotecnologias visam, além da alta produção e do lucro, o melhoramento e a suplementação alimentícia da população mundial que está em crescente avanço. A evolução da tecnologia embrionária no país, seja para o melhoramento dos equinos para os esportes como as vaquejadas, hipismo, corridas, etc., onde são investidos tempo, dedicação e dinheiro para formar um novo animal que apresente força, conformação, conversão alimentar e que custa milhões, em muitos casos, não só dos equinos, mas também dos caprinos, ovinos, suínos e até mesmo os bovinos onde o mercado da TE é mais presente e aquecida, venceu os estigmas do “modismo” e o chamado “elitismo”, porém deve enfrentar novos desafios, em especial num contexto de forte concentração do mercado de genética e de concorrência globalizada. Mesmo com todos esses avanços e retrocessos, essa relativização dos números demonstra que um percentual bastante reduzido das fêmeas bovinas que estão em idade reprodutiva é utilizado para a técnica da transferência de embriões, e que o mercado brasileiro ainda tem um grande potencial de crescimento no setor de produção in vivo e in vitro. 8. RESUMO E PRIMEIRAS CONCLUSÕES Ao longo deste trabalho pretendi realizar uma revisão sumária sobre um tema de grande importância presente, e sobretudo futura; referir-me à transferência embrionária. Atualmente, esta técnica atingiu um grau notável de penetração, a nível prático, no gado leiteiro. No entanto, num futuro mais ou menos longínquo, não temos dúvidas quanto a esta técnica, pelas vantagens indubitáveis que apresenta a nível de avanço genético, que será aplicada em outras espécies úteis ao homem. Na minha exposição, tentei dar especial ênfase a dois aspectos: as técnicas de transferência, incluindo as normas IETS e os controles sanitários a serem efetuados. Por fim, a indústria brasileira de embriões mostrou-se em retrocessos e avanços, porém o mercado ainda têm grandes desafios a serem enfrentados ao longo dos anos, mas que serão sanados mediante as técnicas desenvolvidas pelos inúmeros centros de pesquisa embrionárias e seus especialistas. -/- Realização -/- Emanuel Isaque Cordeiro da Silva – Departamento de Zootecnia da UFRPE. Recife, 2020. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- BALL, Peter JH; PETERS, Andy R. Reproduction in cattle. Nova Jersey: John Wiley & Sons, 2008. BARUSELLI, Pietro Sampaio et al. Sêmen sexado: inseminação artificial e transferência de embriões. Revista Brasileira de Reprodução Animal, v. 31, n. 3, p. 374-381, 2007. BRACKELL, B. G.; JR SEIDEL, G. E.; SEIDEL, S. Avances en zootecnia nuevas técnicas de reproducción animal. Zaragoza: Acribia, 1988. COLE, H. H.; CUPPS, P. T. Reproduction in domestic animals. 1ª ed. Londres: Academic Press, 1977. CURTIS, John L. et al. Cattle embryo transfer procedure. 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In: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia-Artigo em anais de congresso (ALICE). Revista Brasileira de Reprodução Animal, v. 43, n. 2, p. 156-159, abr./jun. 2019., 2019. HAFEZ, E. S. E.; HAFEZ, B. Reprodução animal. São Paulo: Manole, 2004. HOPPER, Richard M. (Ed.). Bovine reproduction. Nova Jersey: John Wiley & Sons, 2014. PÉREZ PÉREZ, F.; PÉREZ GUTIÉRREZ, F. Reproducción animal, inseminación animal y transplante de embriones. Barcelona: Cientifico-medica, 1985. MANSOUR, R. T.; ABOULGHAR, M. A. Optimizing the embryo transfer technique. Human reproduction, v. 17, n. 5, p. 1149-1153, 2002. MARTINS, Carlos Frederico. O impacto da transferência de embriões e da fecundação in vitro na produção de bovinos no Brasil. Embrapa Cerrados-Artigo de divulgação na mídia (INFOTECA-E), 2010. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MCKINNON, A. O.; SQUIRES, E. L. Equine embryo transfer. Veterinary Clinics of North America: Equine Practice, v. 4, n. 2, p. 305-333, 1988. PALMA, G. A.; BREM, G. 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Mental representations remain the central posits of psychology after many decades of scrutiny. However, there is no consensus about the representational format(s) of biological cognition. This paper provides a survey of evidence from computational cognitive psychology, perceptual psychology, developmental psychology, comparative psychology, and social psychology, and concludes that one type of format that routinely crops up is the language-of-thought (LoT). We outline six core properties of LoTs: (i) discrete constituents; (ii) role-filler independence; (iii) predicate–argument structure; (iv) logical operators; (v) inferential (...) promiscuity; and (vi) abstract content. These properties cluster together throughout cognitive science. Bayesian computational modeling, compositional features of object perception, complex infant and animal reasoning, and automatic, intuitive cognition in adults all implicate LoT-like structures. Instead of regarding LoT as a relic of the previous century, researchers in cognitive science and philosophy-of-mind must take seriously the explanatory breadth of LoT-based architectures. We grant that the mind may harbor many formats and architectures, including iconic and associative structures as well as deep-neural-network-like architectures. However, as computational/representational approaches to the mind continue to advance, classical compositional symbolic structures – that is, LoTs – only prove more flexible and well-supported over time. (shrink)

The researcher was prompted to conduct this study to give intervention of the alarming situation which there is a low performance in solving problems related to geometry in Grade IV Mathematics. This study was about on how to enhance the mathematical competencies of the grade IV pupils using a downloaded worksheets as a learning activity. This study focused in giving remediation applying the intervention materials. These resources give several approaches to attain mastery using distinct drill cards. The investigation was carried (...) out utilizing quasi-experimental design. During administering the pre-test and post-test, the researcher used the weighted mean and t-test to determine the mean percentage scores of the respondents. The respondents were 56 fourth grade learners enrolled in Marangog Elementary School and Tagnate Elementary School in Hilongos East District for the school year 2019 – 2020. At the end of the study, it was found out the use of downloaded math worksheets were found effective means of improving the mastery level. In addition, based on the results gathered, the downloaded math worksheets which were used in the drills or practice greatly contributed to the elimination of non-numerates, and give significantly increasing the number of pupils who mastered the competencies related to geometry. As a result, a proposed innovative teaching strategy is recommended. -/- . (shrink)

The Repugnant Conclusion served an important purpose in catalyzing and inspiring the pioneering stage of population ethics research. We believe, however, that the Repugnant Conclusion now receives too much focus. Avoiding the Repugnant Conclusion should no longer be the central goal driving population ethics research, despite its importance to the fundamental accomplishments of the existing literature.

Past work has demonstrated that people’s moral judgments can influence their judgments in a number of domains that might seem to involve straightforward matters of fact, including judgments about freedom, causation, the doing/allowing distinction, and intentional action. The present studies explore whether the effect of morality in these four domains can be explained by changes in the relevance of alternative possibilities. More precisely, we propose that moral judgment influences the degree to which people regard certain alternative possibilities as relevant, which (...) in turn impacts intuitions about freedom, causation, doing/allowing, and intentional action. Employing the stimuli used in previous research, Studies 1a, 2a, 3a, and 4a show that the relevance of alternatives is influenced by moral judgments and mediates the impact of morality on non-moral judgments. Studies 1b, 2b, 3b, and 4b then provide direct empirical evidence for the link between the relevance of alternatives and judgments in these four domains by manipulating (rather than measuring) the relevance of alternative possibilities. Lastly, Study 5 demonstrates that the critical mechanism is not whether alternative possibilities are considered, but whether they are regarded as relevant. These studies support a unified framework for understanding the impact of morality across these very different kinds of judgments. (shrink)

Die vorliegende Publikation dient als Grundlage für die interdisziplinäre Entwicklung einer Zertifizierung von Künstlicher Intelligenz. Angesichts der rasanten Entwicklung von Künstlicher Intelligenz mit disruptiven und nachhaltigen Folgen für Wirtschaft, Gesellschaft und Alltagsleben verdeutlicht sie, dass sich die hieraus ergebenden Herausforderungen nur im interdisziplinären Dialog von Informatik, Rechtswissenschaften, Philosophie und Ethik bewältigen lassen. Als Ergebnis dieses interdisziplinären Austauschs definiert sie zudem sechs KI-spezifische Handlungsfelder für den vertrauensvollen Einsatz von Künstlicher Intelligenz: Sie umfassen Fairness, Transparenz, Autonomie und Kontrolle, Datenschutz sowie Sicherheit und (...) Verlässlichkeit und adressieren dabei ethische und rechtliche Anforderungen. Letztere werden mit dem Ziel der Operationalisierbarkeit weiter konkretisiert. (shrink)

The target article attempted to draw connections between broad swaths of evidence by noticing a common thread: Abstract, symbolic, compositional codes, that is, language-of-thoughts (LoTs). Commentators raised concerns about the evidence and offered fascinating extensions to areas we overlooked. Here we respond and highlight the many specific empirical questions to be answered in the next decade and beyond.

Most psychological research aims to uncover generalizations about the mind that hold across subjects. Philosophical discussions of scientific explanation have focused on such generalizations, but in doing so, have often overlooked an important phenomenon: variation. Variation is ubiquitous in psychology and many other domains, and an important target of explanation in its own right. Here I characterize explananda that concern individual differences and formulate an account of what it takes to explain them. I argue that the notion of actual difference (...) making, the only causal concept in the literature that explicitly addresses variation, cannot be used to ground such an account. Instead, I propose a view on which explaining individual differences involves identifying causes that could be intervened on to reduce the variability in the population. This account provides criteria of success for explaining variation and deepens our understanding of causal explanation. (shrink)

The idea that the brain is a representational organ has roots in the nineteenth century, when neurologists began drawing conclusions about what the brain represents from clinical and experimental studies. One of the earliest controversies surrounding representation in the brain was the “muscles versus movements” debate, which concerned whether the motor cortex represents complex movements or rather fractional components of movement. Prominent thinkers weighed in on each side: neurologists John Hughlings Jackson and F.M.R. Walshe in favor of complex movements, neurophysiologist (...) Charles Sherrington and neurosurgeon Wilder Penfield in favor of movement components. This essay examines these and other brain scientists’ evolving notions of representation during the first eighty years of the muscles versus movements debate (c. 1873–1954). Although participants agreed about many of the superficial features of representation, their inferences reveal deep-seated disagreements about its inferential role. Divergent epistemological commitments stoked conflicting conceptions of what representational attributions imply and what evidence supports them. (shrink)

Graduates' employability indicates the excellent education and relevant preparation they obtained from their respective degrees. Tracer studies have enabled higher education institutions to profile their graduates while also reflecting on the quality of education they provide. With the foregoing, a tracer study determined the demographic and academic profile of teacher education graduates from 2017 to 2020 in a state university in the West Philippines. It also ascertained the advanced studies they attended after college, their employment data, the relevance of college (...) preparation with their current employment, difficulties they encountered while securing employment and in their present job, and recommendations to strengthen the teacher education program. The study utilized a descriptive survey research design with 80 non-random samples chosen based on availability. The survey was based on the Philippine Commission on Higher Education with modifications elucidated from previous studies. Results showed that graduates took the teacher education program with a strong passion for the teaching profession. More graduates received honors and awards, passed the licensure examinations for teachers, attended advanced studies for professional development, and are employable. Besides, the graduates’ college preparation is relevant to their current employment. Further, difficulties and problems encountered and recommendations to strengthen the teacher education program were noted. These findings may serve as a baseline for curriculum review and give suggestions for future tracer studies. (shrink)

Scientific hedges are communicative devices used to qualify and weaken scientific claims. Gregor Betz has argued—unconvincingly, we think—that hedging can rescue the value-free ideal for science. Nevertheless, Betz is onto something when he suggests there are political principles that recommend scientists hedge public-facing claims. In this article, we recast this suggestion using the notion of public justification. We formulate and reject a Rawlsian argument that locates the justification for hedging in its ability to forge consensus. On our alternative proposal, hedging (...) is often justified because it renders scientific claims as publicly accessible reasons. (shrink)

Unconscious logical inference seems to rely on the syntactic structures of mental representations (Quilty-Dunn & Mandelbaum 2018). Other transitions, such as transitions using iconic representations and associative transitions, are harder to assimilate to syntax-based theories. Here we tackle these difficulties head on in the interest of a fuller taxonomy of mental transitions. Along the way we discuss how icons can be compositional without having constituent structure, and expand and defend the “symmetry condition” on Associationism (the idea that associative links and (...) transitions are perfectly symmetric). In the end, we show how a BIT (“bare inferential transition”) theory can cohabitate with these other non-inferential mental transitions. (shrink)

Although the word 'sustainability' is used broadly, scientific approaches to sustainability fall into one of two competing paradigms. Following the influential Brundtland report of 1987. some theorists identify sustainability with some form of resource availability, and develop indicators for sustainability that stress capital depletion. This approach has spawned debates about the intersubstitutivity of capitals, with many environmental theorists arguing that at some point, depletion of natural capital cannot be offset by increases in human or social capital. The alternative approach is (...) grounded in stock and flow systems systems modeling, and defines sustainability through indicators that determine whether the system structure is robust (e.g. resists perturbation), resilient (recovers after disruption) and adaptive (capable of change in response to external conditions). Both paradigms have applications in economics and ecology. (shrink)

Pere Alberch played a pivotal role in shaping the field of evolutionary developmental biology during the 1980s and 1990s. Whereas initially his contributions were sidelined by the empirical advancements of the molecular revolution in developmental and evolutionary biology, his theoretical insights have left a lasting impact on the discipline. This article provides a comprehensive review of the legacy and evolvability of Alberch's ideas in contemporary evo-devo, which included the study of morphogenesis as the proper level of developmental causation, the interplay (...) between developmental constraints and natural selection, the epistemic role of teratologies, the origin of evolutionary novelties and the concept of evolvability. (shrink)

Resource rationality may explain suboptimal patterns of reasoning; but what of “anti-Bayesian” effects where the mind updates in a direction opposite the one it should? We present two phenomena — belief polarization and the size-weight illusion — that are not obviously explained by performance- or resource-based constraints, nor by the authors’ brief discussion of reference repulsion. Can resource rationality accommodate them?

A dominant strand of philosophical thought holds that natural kinds are clusters of objects with shared properties. Cluster theories of natural kinds are often taken to be a late twentieth-century development, prompted by dissatisfaction with essentialism in philosophy of biology. I will argue here, however, that a cluster theory of kinds had actually been formulated by William Whewell (1794-1866) more than a century earlier. Cluster theories of kinds can be characterized in terms of three central commitments, all of which are (...) present in Whewell’s work on classification. Like contemporary cluster theorists, Whewell claims that kinds are united by similarity, that many kinds do not have essences, and that there are “gaps” between kinds. Moreover, Whewell advises taxonomists to look for consilience (roughly, convergence) between different classificatory schemes, a recommendation that reinforces the identification of natural classes with property clusters. Thus Whewell was not only an early cluster theorist, but one with important insights into what a cluster theory of kinds means for the practice of classification. (shrink)

Except for a patina of twenty-first century modernity, in the form of logic and language, philosophy is exactly the same now as it ever was; it has made no progress whatsoever. We philosophers wrestle with the exact same problems the Pre-Socratics wrestled with. Even more outrageous than this claim, though, is the blatant denial of its obvious truth by many practicing philosophers. The No-Progress view is explored and argued for here. Its denial is diagnosed as a form of anosognosia, a (...) mental condition where the affected person denies there is any problem. The theories of two eminent philosophers supporting the No-Progress view are also examined. The final section offers an explanation for philosophy 's inability to solve any philosophical problem, ever. The paper closes with some reflections on philosophy 's future. (shrink)

Objective: There are benefits and risks of giving patients more granular control of their personal health information in electronic health record (EHR) systems. When designing EHR systems and policies, informaticists and system developers must balance these benefits and risks. Ethical considerations should be an explicit part of this balancing. Our objective was to develop a structured ethics framework to accomplish this. -/- Methods: We reviewed existing literature on the ethical and policy issues, developed an ethics framework called a “Points to (...) Consider” (P2C) document, and convened a national expert panel to review and critique the P2C. -/- Results: We developed the P2C to aid informaticists designing an advanced query tool for an electronic health record (EHR) system in Indianapolis. The P2C consists of six questions (“Points”) that frame important ethical issues, apply accepted principles of bioethics and Fair Information Practices, comment on how questions might be answered, and address implications for patient care. -/- Discussion: The P2C is intended to clarify whatis at stake when designers try to accommodate potentially competing ethical commitments and logistical realities. The P2C was developed to guide informaticists who were designing a query tool in an existing EHR that would permit patient granular control. While consideration of ethical issues is coming to the forefront of medical informatics design and development practices, more reflection is needed to facilitate optimal collaboration between designers and ethicists. This report contributes to that discussion. (shrink)

In the Laws, Plato argues that legislation must not only compel, but also persuade. This is accomplished by prefacing laws with preludes. While this procedure is central to the legislative project of the dialogue, there is little interpretative agreement about the strategy of the preludes. This paper defends an interpretation according to which the strategy is to engage with citizens in a way that anticipates their progress toward a more mature evaluative outlook, and helps them grow into it. This paper (...) shall refer to this strategy as proleptic engagement. While the virtuous ways of life required by law are intimately connected to happiness, the preludes do not persuade by spelling out this connection. Rather, they persuade by telling citizens what they need to hear so that they can come to appreciate this connection for themselves, in the context of their own lives. While the preludes are many and varied, this paper argues that all preambular material can be understood as proleptic engagement. (shrink)

Shortages of new therapeutics to treat coronavirus disease (COVID-19) have forced clinicians, public health officials, and health systems to grapple with difficult questions about how to fairly allocate potentially life-saving treatments when there are not enough for all patients in need (1). Shortages have occurred with remdesivir, tocilizumab, monoclonal antibodies, and the oral antiviral Paxlovid (2) -/- Ensuring equitable allocation is especially important in light of the disproportionate burden experienced during the COVID-19 pandemic by disadvantaged groups, including Black, Hispanic/Latino and (...) Indigenous communities, individuals with certain disabilities, and low-income persons. However, many health systems have resorted to first-come, first-served approaches to allocation, which tend to disadvantage individuals with barriers in access to care (3). There is mounting evidence of racial, ethnic, and socioeconomic disparities in access to medications for COVID-19 (4, 5). -/- One potential method to promote equitable allocation is to use a weighted lottery, which is an allocation strategy that gives all eligible patients a chance to receive the scarce treatment while also allowing the assignment of higher or lower chances according to other ethical considerations (6). We sought to assess the feasibility of implementing a weighted lottery to allocate scarce COVID-19 medications in a large U.S. health system and to determine whether the weighted lottery promotes equitable allocation. (shrink)

Rationalization, in our intended sense of the term, occurs when a person favors a particular conclusion as a result of some factor (such as self-interest) that is of little justificatory epistemic relevance, if that factor then biases the person’s subsequent search for, and assessment of, potential justifications for the conclusion. Empirical evidence suggests that rationalization is common in people’s moral and philosophical thought. We argue that it is likely that the moral and philosophical thought of philosophers and moral psychologists is (...) also pervaded by rationalization. Moreover, although rationalization has some benefits, overall it would be epistemically better if the moral and philosophical reasoning of people, including professional academics, were not as heavily influenced by rationalization as it likely is. We discuss the significance of our arguments for cognitive management and epistemic responsibility. (shrink)

According to standard late medieval Christian thought, humans in heaven are unable to sin, having been “confirmed” in their goodness; and, nevertheless, are more free than humans are in the present life. The rise of voluntarist conceptions of the will in the late thirteenth century made it increasingly difficult to hold onto both claims. Peter Olivi suggested that the impeccability of the blessed was dependent upon a special activity of God upon their wills and argued that this external constraint upon (...) their wills did not eliminate their freedom. Later voluntarists largely agreed with Olivi in attributing the confirmation of the blessed to be dependent upon God’s activity in some way, but disputed the means by which and the extent to which the wills of those in heaven could be said to retain their freedom. This paper will examine various attempts made to either harmonize these two claims or else to soften the blow of rejecting one of them; among the authors surveyed will be Peter John Olivi, John Duns Scotus, Henry of Harclay, William of Ockham, Walter Chatton, and Margurite Porete. (shrink)

Rescher's 1983 study of risk analysis marks an important departure from game theory in that philosophical foundations for risk are neither formal nor implicit, But explicitly defined objective properties. Rescher's claim that these foundations are ontological fails, However. His ontology is internally inconsistent. Furthermore, Risk is always interest relative, Making it impossible to remove epistemological considerations entirely from any account of its foundations.

Traditionally, being a realist about something means believing in the independent existence of that something. In this line of thought, a scientific realist is someone who believes in the objective existence of the entities postulated by our best scientific theories. In metaphysical terms, what does that mean? In ontological terms, i.e., in terms of what exists, scientific realism can be understood as involving the adoption of a scientifically informed ontology. But according to some philosophers, a realistic attitude must go beyond (...) ontology. The way in which this requirement has been understood involves providing a metaphysics for the entities postulated by science, that is, answering questions about the nature of what ontology admits to exist. We discuss how two fashionable approaches face the challenge of providing a metaphysics for science: a form of naturalism and the Viking/Toolbox approach. Finally, we present a third way, which adopts the best of both approaches: the meta-Popperian method, which focuses on discarding the wrong alternatives, or better saying, the metaphysical profiles incompatible with certain theories. We present the meta-Popperian method, a metametaphysical method capable of objectively assessing which metaphysical profiles are incompatible with certain scientific theories. For this, we will use quantum mechanics as a case study, presenting some previously obtained results. As our focus is on methodological questions about the relationship between metaphysics and science; with this method, we can see how science can be used to avoid error in metaphysical issues. In our opinion, this would be a way to develop a productive relationship between science and metaphysics. (shrink)

Gershom Scholem's commentary on Walter Benjamin's "Notes to a Study on the Category of Justice", first published in German and English in Metaphysics of the Profane, New York: Columbia University Press, 2003, pp. 174-180, with permission of Suhrkamp Verlag.

Recently, on the History Channel, artificial intelligence (AI) was singled out, with much wringing of hands, as one of the seven possible causes of the end of human life on Earth. I argue that the wringing of hands is quite inappropriate: the best thing that could happen to humans, and the rest of life of on planet Earth, would be for us to develop intelligent machines and then usher in our own extinction.

Here you can download Torrijos' contribution to this book: the general Presentation and the Introduction to the second part.

I describe a phenomenon that has not yet been described in the epistemology literature. I label this phenomenon expression-style exclusion. Expression-style exclusion is an example of how s...