This paper resolves a paradox concerning colour constancy. On the one hand, our intuitive, pre-theoretical concept holds that colour constancy involves invariance in the perceived colours of surfaces under changes in illumination. On the other, there is a robust scientific consensus that colour constancy can persist in cerebral achromatopsia, a profound impairment in the ability to perceive colours. The first stage of the solution advocates pluralism about our colour constancy capacities. The second details the close relationship between colour (...) constancy and contrast. The third argues that achromatopsics retain a basic type of colour constancy associated with invariants in contrast processing. The fourth suggests that one person-level, conscious upshot of such processing is the visual awareness of chromatic contrasts ‘at’ the edges of surfaces, implicating the ‘colour for form’ perceptual function. This primitive type of constancy sheds new light on our most basic perceptual capacities, which mark the lower borders of representational mind. (shrink)

The orthodox monadic determination thesis holds that we represent colour relations by virtue of representing colours. Against this orthodoxy, I argue that it is possible to represent colour relations without representing any colours. I present a model of iconic perceptual content that allows for such primitive relational colour representation, and provide four empirical arguments in its support. I close by surveying alternative views of the relationship between monadic and relational colour representation.

Patients with schizophrenia have a higher risk of cardiovascular diseases and higher mortality from them than does the general population; however, the underlying mechanism remains unclear. Impaired cerebral autoregulation is associated with cerebrovascular diseases and their mortality. Increased or decreased cerebral blood flow in different brain regions has been reported in patients with schizophrenia, which implies impaired cerebral autoregulation. This study investigated the cerebral autoregulation in 21 patients with schizophrenia and 23 age- and sex-matched healthy controls. (...) None of the participants had a history of cardiovascular diseases, hypertension, or diabetes. All participants underwent 10-min blood pressure and cerebral blood flow recording through finger plethysmography and Doppler ultrasonography, respectively. Cerebral autoregulation was assessed by analyzing two autoregulation indices: the mean blood pressure and cerebral blood flow correlation coefficient (Mx), and the phase shift between the waveforms of blood pressure and cerebral blood flow determined using transfer function analysis. Compared with the controls, the patients had a significantly higher Mx (0.257 vs. 0.399, p = 0.036) and lower phase shift (44.3° vs. 38.7° in the 0.07–0.20 Hz frequency band, p = 0.019), which indicated impaired maintenance of constant cerebral blood flow and a delayed cerebrovascular autoregulatory response. Impaired cerebral autoregulation may be caused by schizophrenia and may not be an artifact of coexisting medical conditions. The mechanism underlying impaired cerebral autoregulation in schizophrenia and its probable role in the development of cerebrovascular diseases require further investigation. (shrink)

In the late 19th century, physiologists such as David Ferrier, Eduard Hitzig, and Hermann Munk argued that cerebral brain functions are localized in discrete structures. By the early 20th century, this became the dominant position. However, another prominent physiologist, Friedrich Goltz, rejected theories of cerebral localization and argued against these physiologists until his death in 1902. I argue in this paper that previous historical accounts have failed to comprehend why Goltz rejected cerebral localization. I show that Goltz (...) adhered to a falsificationist methodology, and I reconstruct how he designed his experiments and weighted different kinds of evidence. I then draw on the exploratory experimentation literature from recent philosophy of science to trace one root of the debate to differences in how the German localizers designed their experiments and reasoned about evidence. While Goltz designed his experiments to test hypotheses about the functions of predetermined cerebral structures, the localizers explored new functions and structures in the process of constructing new theories. I argue that the localizers relied on untested background conjectures to justify their inferences about functional organization. These background conjectures collapsed a distinction between phenomena they produced direct evidence for (localized symptoms) and what they reached conclusions about (localized functions). (shrink)

Traumatic brain injury is the leading cause of death in children. Children with severe TBI are in need of neurointensive care where the goal is to prevent secondary brain injury by avoiding secondary insults. Monitoring of cerebral blood flow (CBF) and autoregulation in the injured brain is crucial. However, there are limited studies performed in children to investigate this. Current studies report on age dependent increase in CBF with narrow age range. Low initial CBF following TBI has been correlated (...) to poor outcome and may be more prevalent than hyperemia as previously suggested. Impaired cerebral pressure autoregulation is also detected and correlated with poor outcome but it remains to be elucidated if there is a causal relationship. Current studies are few and mainly based on small number of patients between the age of 0–18 years. Considering the changes of CBF and cerebral pressure autoregulation with increasing age, larger studies with more narrow age ranges and multimodality monitoring are required in order to generate data that can optimize the therapy and clinical management of children suffering TBI. (shrink)

This paper addresses a fundamental line of research in neuroscience: the identification of a putative neural processing core of the cerebral cortex, often claimed to be “canonical”. This “canonical” core would be shared by the entire cortex, and would explain why it is so powerful and diversified in tasks and functions, yet so uniform in architecture. The purpose of this paper is to analyze the search for canonical explanations over the past 40 years, discussing the theoretical frameworks informing this (...) research. It will highlight a bias that, in my opinion, has limited the success of this research project, that of overlooking the dimension of cortical development. The earliest explanation of the cerebral cortex as canonical was attempted by David Marr, deriving putative cortical circuits from general mathematical laws, loosely following a deductive-nomological account. Although Marr’s theory turned out to be incorrect, one of its merits was to have put the issue of cortical circuit development at the top of his agenda. This aspect has been largely neglected in much of the research on canonical models that has followed. Models proposed in the 1980s were conceived as mechanistic. They identified a small number of components that interacted as a basic circuit, with each component defined as a function. More recent models have been presented as idealized canonical computations, distinct from mechanistic explanations, due to the lack of identifiable cortical components. Currently, the entire enterprise of coming up with a single canonical explanation has been criticized as being misguided, and the premise of the uniformity of the cortex has been strongly challenged. This debate is analyzed here. The legacy of the canonical circuit concept is reflected in both positive and negative ways in recent large-scale brain projects, such as the Human Brain Project. One positive aspect is that these projects might achieve the aim of producing detailed simulations of cortical electrical activity, a negative one regards whether they will be able to find ways of simulating how circuits actually develop. (shrink)

While the past century of neuroscientific research has brought considerable progress in defining the boundaries of the human cerebral cortex, there are cases in which the demarcation of one area from another remains fuzzy. Despite the existence of clearly demarcated areas, examples of gradual transitions between areas are known since early cytoarchitectonic studies. Since multi-modal anatomical approaches and functional connectivity studies brought renewed attention to the topic, a better understanding of the theoretical and methodological implications of fuzzy boundaries in (...) brain science can be conceptually useful. This article provides a preliminary conceptual framework to understand this problem by applying philosophical theories of vagueness to three levels of neuroanatomical research. For the first two levels (cytoarchitectonics and fMRI studies), vagueness will be distinguished from other forms of uncertainty, such as imprecise measurement or ambiguous causal sources of activation. The article proceeds to discuss the implications of these levels for the anatomical study of connectivity between cortical areas. There, vagueness gets imported into connectivity studies since the network structure is dependent on the parcellation scheme and thresholds have to be used to delineate functional boundaries. Functional connectivity may introduce an additional form of vagueness, as it is an organizational principle of the brain. The article concludes by discussing what steps are appropriate to define areal boundaries more precisely. (shrink)

The electric activities of cortical pyramidal neurons are supported by structurally stable, morphologically complex axo-dendritic trees. Anatomical differences between axons and dendrites in regard to their length or caliber reflect the underlying functional specializations, for input or output of neural information, respectively. For a proper assessment of the computational capacity of pyramidal neurons, we have analyzed an extensive dataset of three-dimensional digital reconstructions from the NeuroMorphoOrg database, and quantified basic dendritic or axonal morphometric measures in different regions and layers of (...) the mouse, rat or human cerebral cortex. Physical estimates of the total number and type of ions involved in neuronal electric spiking based on the obtained morphometric data, combined with energetics of neurotransmitter release and signaling fueled by glucose consumed by the active brain, support highly efficient cerebral computation performed at the thermodynamically allowed Landauer limit for implementation of irreversible logical operations. Individual proton tunneling events in voltage-sensing S4 protein alpha-helices of Na+, K+ or Ca2+ ion channels are ideally suited to serve as single Landauer elementary logical operations that are then amplified by selective ionic currents traversing the open channel pores. This miniaturization of computational gating allows the execution of over 1.2 zetta logical operations per second in the human cerebral cortex without combusting the brain by the released heat. (shrink)

It is common to distinguish between “holist” and “reductionist” views of brain function, where the former envisions the brain as functioning as an indivisible unit and the latter as a collection of distinct units that serve different functions. Opposing reductionism, a number of researchers have pointed out that cortical network architecture does not respect functional boundaries, and the neuroanatomist V. Braitenberg proposed to understand the cerebral cortex as a “great mixing machine” of neuronal activity from sensory inputs, motor commands, (...) and intrinsically generated processes. In this paper, we offer a contextualization of Braitenberg’s point, and we review evidence for the interactions of neuronal activity from multiple sensory inputs and intrinsic neuronal processes in the cerebral cortex. We focus on new insights from studies on audiovisual interactions and on the influence of respiration on brain functions, which do not seem to align well with “reductionist” views of areal functional boundaries. Instead, they indicate that functional boundaries are fuzzy and context dependent. In addition, we discuss the relevance of the influence of sensory, proprioceptive, and interoceptive signals on cortical activity for understanding brain-body interactions, highlight some of the consequences of these new insights for debates on embodied cognition, and offer some suggestions for future studies. (shrink)

Objective: The aim of this study was to compare oral Artemether-Lumefantrine to intravenous Quinine by exploring its effectiveness in cerebral malaria in hospitalized patients. Materials and Methods: A randomized prospective study was conducted among 64 hospitalized cases of cerebral malaria. One group of patients was treated with intravenous Quinine and another group was treated with oral Artemether-Lumefantrine. Response in clinical, laboratory parameters and outcome of treatment were noted every eight hours. Results: Oral Artemether-Lumefantrine showed almost similar response in (...) clinical and laboratory parameters with median temperature (101º F), pulse rate (102 b/m), systolic BP (110mmHg), GCS (12), hemoglobin (9.8 g/dl), WBC (9000/μl), platelet (130000/μl), B. glucose (101 mg/dl), S. creatinine (1.8 mg/dl), ALT (32 U/L), mean disappearance time of parasite from blood (40 hours), and mean time for regaining full consciousness (30 hours). Final outcome was also similar in both drugs with only 1 death (3.1%) reported in each group. Conclusion: In cerebral malaria intravenous Quinine or oral Artemether-Lumefantrine therapy does not have any statistically significant difference in terms of clinical parameter, laboratory parameter and final outcome. (shrink)

Amongst invertebrates, molluscs show great variability in their nervous system ranging from primitive arrangement in Chitons to the complex mass of fused ganglia forming the ‘brain’ of cephalopods. Most of the effector organs used for pharmacological or physiological experiments. The neurosecretory cells (NSCs) with their combination of neuronal and glandular capabilities are perfectly suited to translate a neuronal input into the hormonal output best suited to long-term process. In this capacity, the NSCs may produce hormones, which act directly upon the (...) peripheral target or it may exert its effect indirectly by influencing the activity of other non-neural, endocrine organs. Neurosecretory cells have been detected in the cerebral, pedal and visceral ganglia of Lamellidens corrianus. The distribution and biology of freshwater bivalve like Lamellidens corrianus is influenced by local ecological factors (like temperature, pH, inorganic salts, type of soil etc.), water flow system and presence of micro-organisms, teleost fishes and seasonal variations in these parameters. Nitrogenous excretory changes which include ammonia in these molluscs is also influenced by these local ecological factors in which temperature is plays very crucial role. It is well known fact that the high stress conditions during drought or severe winter conditions have been conquered by several lineage of gastropods and sand bivalves and their ability to enter the resistant or dormant stages (low food) protein catabolism increased. Present investigation deals with the oxygen consumption and ammonia excretion ratio of these freshwater pelecypode Lamellidens corrianus. Study on Lemellidens corrianus directed in understanding the different behavioral and physiological aspects after cerebral ganglia removal and injection of their extracts revealed significant changes during summer (April-May). (shrink)

Clinical evidence has shown that physical exercise during pregnancy may alter brain devel- opment and improve cognitive function of offspring. However, the mechanisms through which maternal exercise might promote such effects are not well understood. The present study examined levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and absolute cell num- bers in the hippocampal formation and cerebral cortex of rat pups born from mothers exer- cised during pregnancy. Additionally, we evaluated the cognitive abilities of adult offspring in different behavioral paradigms (...) (exploratory activity and habituation in open field tests, spatial memory in a water maze test, and aversive memory in a step-down inhibitory avoid- ance task). Results showed that maternal exercise during pregnancy increased BDNF lev- els and absolute numbers of neuronal and non-neuronal cells in the hippocampal formation of offspring. No differences in BDNF levels or cell numbers were detected in the cerebral cortex. It was also observed that offspring from exercised mothers exhibited better cognitive performance in nonassociative (habituation) and associative (spatial learning) mnemonic tasks than did offspring from sedentary mothers. Our findings indicate that maternal exer- cise during pregnancy enhances offspring cognitive function (habituation behavior and spa- tial learning) and increases BDNF levels and cell numbers in the hippocampal formation of offspring. (shrink)

Since 1968, the irreversible loss of functioning of the whole brain, called brain death, is assimilated to individual’s death. The almost universal acceptance of this neurological criterion of death had decisive consequences for the contemporary medicine, such as the withdrawal of mechanical ventilation in these patients and organ retrieval for transplantation. The new criterion was successfully accepted in part because the assimilation of brain death state to death was presented by medicine --and acritically assumed by most of societies-- as a (...) scientific and objective fact. Nevertheless, many people do not think that the patients suffering brain death are actually dead. We show here that those people are not necessarily wrong. It can be argued that, in fact, the justification of the neurological criterion is not scientific but moral. We outline the thesis that the problem surrounding the vital status of brain dead patients is due to a confusion between factual and normative questions. Furthermore, we claim that the donation of organs and the withdrawal of life-support could be ethically acceptable even if the patients suffering brain death are considered as alive. As an alternative to the dead donor rule, we propose a justification for organ donation of brain-dead patients based on the (moral) concepts of harm and consent : what truly justifies the procurement of organs on those patients is not that they are dead, but that they wish to donate their organs and that, since they have irreversibly lost their brain, they cannot be harmed. (shrink)

APPENDIX: The data emerging from the clinical and brain studies described above suggest that, in the case of OCD, there are two pertinent brain mechanisms that are distinguishable both in terms of neuro-dynamics and in terms of the conscious experiences that accompany them. These mechanisms can be characterized, on anatomical and perhaps evolutionary grounds, as a lower-level and a higher-level mechanism. The clinical treatment has, when successful, an activating effect on the higher-level mechanism, and a suppressive effect on the lower-level (...) one. (shrink)

A broad pattern of correlations between mechanisms of brain function impairment and self-transcendence is shown. The pattern includes such mechanisms as cerebral hypoxia, physiological stress, transcranial magnetic stimulation, trance-induced physiological effects, the action of psychoactive substances and even physical trauma to the brain. In all these cases, subjects report self-transcending experiences o en described as ‘mystical’ and ‘awareness-expanding,’ as well as self-transcending skills o en described as ‘savant.’ The idea that these correlations could be rather trivially accounted for on (...) the basis of disruptions to inhibitory neural processes is reviewed and shown to be implausible. Instead, this paper suggests that an as-of-yet unrecognized causal principle underlying the entire pattern might be at work, whose further elucidation through systematic research could hold great promise. (shrink)

En la actualidad, la educación en el municipio de Teziutlán en el estado de Puebla (México) se caracteriza por desarrollar un proceso de aprendizaje para la correcta superación de los alumnos en las diferentes áreas, sin embargo, el rendimiento escolar y el índice de reprobación han puesto en marcha la búsqueda de nuevas estrategias innovadoras para el óptimo funcionamiento de los alumnos que cursan los diferentes grados de la carrera de Fisioterapia. El hecho fundamental de la permanencia escolar es el (...) resultado de la implementación de múltiples investigaciones científicas, con el propósito de rep lantear y fortalecer la metodología de enseñanza. Sin embargo, la Universidad Americana de Puebla, campus Teziutlán, en México, cuenta con 210 alumnos inscritos en los diferentes semestres. El campo de la atención a la salud de las personas con discapacida des o lesiones que provocan la pérdida de la función normal del cuerpo humano se ha incrementado. En consecuencia, aumenta la matrícula en las escuelas de fisioterapia y se incrementa la probabilidad de deserción escolar, en este sentido, la educación tiene ventajas para la investigación encaminada a mejorar los procesos de enseñanza. En el municipio de Teziutlán, Puebla, México, la demanda de la oferta académica de las instituciones educativas en el campo de las ciencias de la salud es creciente. La neurociencia en la educación es fundamental para el conocimiento de una nueva estrategia educativa que se base en la comprensión neurofisiológica del cerebro, para entender a detalle cómo influyen los mecanismos sinápticos, el comportamiento cerebral, por ejempl o, en la empatía, y utilizarlos como herramienta en la mejora del aprendizaje. Este artículo pretende aportar una nueva estrategia de aprendizaje dentro del área educativa en la Licenciatura en Terapia Física de la UAMP. Asimismo, es importante aclarar conocer los mecanismos neurofisiológicos, así como la forma en que intervienen en los procesos educativos. (shrink)

Growing awareness of the ethical implications of neuroscience in the early years of the 21st century led to the emergence of the new academic field of “neuroethics,” which studies the ethical implications of developments in the neurosciences. However, despite the acceleration and evolution of neuroscience research on nonhuman animals, the unique ethical issues connected with neuroscience research involving nonhuman animals remain underdiscussed. This is a significant oversight given the central place of animal models in neuroscience. To respond to these concerns, (...) the Center for Neuroscience and Society and the Center for the Interaction of Animals and Society at the University of Pennsylvania hosted a workshop on the “Neuroethics of Animal Research” in Philadelphia, Pennsylvania. At the workshop, expert speakers and attendees discussed ethical issues arising from neuroscience research involving nonhuman animals, including the use of animal models in the study of pain and psychiatric conditions, animal brain-machine interfaces, animal–animal chimeras, cerebral organoids, and the relevance of neuroscience to debates about personhood. This paper highlights important emerging ethical issues based on the discussions at the workshop. This paper includes recommendations for research in the United States from the authors based on the discussions at the workshop, loosely following the format of the 2 Gray Matters reports on neuroethics published by the Presidential Commission for the Study of Bioethical Issues. (shrink)

The rare but severe cerebral venous thrombosis occurring in some AstraZeneca vaccine recipients has prompted some governments to suspend part of their COVID-19 vaccination programmes. Such suspensions have faced various challenges from both scientific and ethical angles. Most of the criticisms against such suspensions follow a consequentialist approach, arguing that the suspension will lead to more harm than benefits. In this paper, I propose a rights-based argument against the suspension of the vaccine rollouts amid this highly time-sensitive combat of (...) COVID-19. I argue that by suspending a vaccine rollout, a government infringes people's right to take the risks they deem worth taking for their health. I also consider four potential objections to my argument and explain why none of them undermines my argument. (shrink)

Two meta-analyses of 66 behavioral studies examined variables influencing functional cerebral lateralization of each language of brain-intact bilingual adults. Functional lateralization was found to be primarily influenced by age of onset of bilingualism: bilinguals who acquired both languages by 6 years of age showed bilateral hemispheric involvement for both languages, whereas those who acquired their second language after age 6 showed left hemisphere dominance for both languages. Moreover, among late bilinguals, left hemisphere involvement was found to be greater for (...) those less proficient in their second language, those whose second language was English, and for studies involving dichotic listening paradigms; early bilinguals instead showed bilateral involvement in every condition. Implications of the observed differences in lateralization between early and late bilinguals are explored for existing theories of bilingualism and for neurocognitive models of brain functional organization of language. (shrink)

Neuroscience has studied deductive reasoning over the last 20 years under the assumption that deductive inferences are not only de jure but also de facto distinct from other forms of inference. The objective of this research is to verify if logically valid deductions leave any cerebral electrical trait that is distinct from the trait left by non-valid deductions. 23 subjects with an average age of 20.35 years were registered with MEG and placed into a two conditions paradigm (100 trials (...) for each condition) which each presented the exact same relational complexity (same variables and content) but had distinct logical complexity. Both conditions show the same electromagnetic components (P3, N4) in the early temporal window (250–525 ms) and P6 in the late temporal window (500–775 ms). The significant activity in both valid and invalid conditions is found in sensors from medial prefrontal regions, probably corresponding to the ACC or to the medial prefrontal cortex. The amplitude and intensity of valid deductions is significantly lower in both temporal windows (p = 0.0003). The reaction time was 54.37% slower in the valid condition. Validity leaves a minimal but measurable hypoactive electrical trait in brain processing. The minor electrical demand is attributable to the recursive and automatable character of valid deductions, suggesting a physical indicator of computational deductive properties. It is hypothesized that all valid deductions are recursive and hypoactive. (shrink)

Neural structural representations are cerebral map- or model-like structures that structurally resemble what they represent. These representations are absolutely central to the “cognitive neuroscience revolution”, as they are the only type of representation compatible with the revolutionaries’ mechanistic commitments. Crucially, however, these very same commitments entail that structural representations can be observed in the swirl of neuronal activity. Here, I argue that no structural representations have been observed being present in our neuronal activity, no matter the spatiotemporal scale of (...) observation. My argument begins by introducing the “cognitive neuroscience revolution” (Sect. 1 ) and sketching a prominent, widely adopted account of structural representations (Sect. 2 ). Then, I will consult various reports that describe our neuronal activity at various spatiotemporal scales, arguing that none of them reports the presence of structural representations (Sect. 3 ). After having deflected certain intuitive objections to my analysis (Sect. 4 ), I will conclude that, in the absence of neural structural representations, representationalism and mechanism can’t go together, and so the “cognitive neuroscience revolution” is forced to abandon one of its commitments (Sect. 5 ). (shrink)

The term ‘Gestalt’ was introduced into psychology by the Austrian philosopher Christian von Ehrenfels in an essay entitled “On ‘Gestalt-Qualities’” published in 1890. ‘Gestalt,’ in colloquial German, means roughly: ‘shape’ or ‘structure’ or ‘configuration’, and Ehrenfels demonstrates in his essay that there are certain inherently structural features of experience which need to be acknowledged in addition to simple tones, colours and other mental ‘atoms’ or ‘elements’. His essay thus initiated a reaction against the then still dominant atomism in psychology, a (...) reaction which culminated in the work on ‘cerebral intregation’ of the so-called Berlin school of Gestalt psychology. Max Wertheimer, one of the leading members of this school, was a student of Ehrenfels in Prague. Ehrenfels himself belonged to an impressive list of original thinkers – a list which includes also Edmund Husserl, Alexius Meinong and Carl Stumpf, the founder of the Berlin school – who were students of Franz Brentano. Each of these thinkers attempted to elaborate, both ontologically and psychologically, the doctrine of intentionality put forward by Brentano. The work of Ehrenfels and of the later Gestaltists, too, may be seen as a contribution to the understanding of this mental directedness, and in particular to the understanding of the directedness of perceptual experience. (shrink)

Understanding the nature of pain depends, at least partly, on recognizing its subjectivity (thus, its first-person epistemology). This in turn requires using a first-person experiential method in addition to third-person experimental approaches to study it. This paper is an attempt to spell out what the former approach is and how it can be integrated with the latter. We start our discussion by examining some foundational issues raised by the use of introspection. We argue that such a first-person method in the (...) scientific study of pain (as in the study of any experience) is in fact indispensable by demonstrating that it has in fact been consistently used in conjunction with conventional third-person methodologies, and this for good reasons. We show that, contrary to what appears to be a widespread opinion, there is absolutely no reason to think that the use of such a first-person approach is scientifically and methodologically suspect. We distinguish between two uses of introspective methods in scientific experiments: one draws on the subjects’ introspective reports where any investigator has equal and objective access. The other is where the investigator becomes a subject of his own study and draws on the introspection of his own experiences. We give examples using and/or approximating both strategies that include studies of second pain summation and its relationship to neural activities, and brain imaging- psychophysical studies wherein sensory and affective qualities of pain are correlated with cerebral cortical activity. We explain what we call the experiential or phenomenological approach that has its origins in the work of Price and Barrell (1980). This approach capitalizes on the scientific prospects and benefits of using the introspection of the investigator. We distinguish between its vertical and horizontal applications. Finally, we conclude that integrating such an approach to standard third-person methodologies can only help us in having a fuller understanding of pain and of conscious experience in general. (shrink)

Mathematical cognition is one of the most important cognitive functions of human beings. The latest brain and cognitive research have shown that mathematical cognition is a system with multiple components and subsystems. It has phylogenetic root, also is related to ontogenetic development and learning, relying on a large-scale cerebral network including parietal, frontal and temporal regions. Especially, the parietal cortex plays an important role during mathematical cognitive processes. This indicates that language and visuospatial functions are both key to mathematical (...) cognition. All of those advances have important implications for basic mathematical education. (shrink)

The gist of the many-subjects argument is that, given physicalism, it’s hard to avoid the absurd result that there are many conscious subjects in your vicinity with more-or-less the same experiences as you. The most promising ways of avoiding this result have a consequence almost as bad: that there are many things in your vicinity that are in a state only trivially different from being conscious, a state with similar normative significance. This paper clarifies and defends three versions of the (...) many-subjects argument. One version poses the threat of conscious parts. Its key premise is that if physicalism is true, then not only you, but also certain parts of your body, are conscious. These parts might include your brain, your head, all-of-you-except-your-left-pinky, all-of-your-brain-except-one-neuron, or your left cerebral hemisphere. A second version poses the threat of conscious coinciders, things that currently occupy the same spatial region as you and share all your matter. Its key premise is that if physicalism is true, then not only you, but also some things that currently coincide with you, are conscious. These might include your body or the aggregate of particles of which you are currently composed. A third version poses the threat of conscious person candidates, the many human-body-shaped material objects in your vicinity that mostly overlap one another, differing only in a few peripheral atoms. This version claims that if physicalism is true, then there are many conscious person-candidates in your vicinity. -/- . (shrink)

We suggest that there is confusion between why consciousness developed and what additional functions, through continued evolution, it has co-opted. Consider episodic memory. If we believe that episodic memory evolved solely to accurately represent past events, it seems like a terrible system—prone to forgetting and false memories. However, if we believe that episodic memory developed to flexibly and creatively combine and rearrange memories of prior events in order to plan for the future, then it is quite a good system. We (...) argue that consciousness originally developed as part of the episodic memory system—quite likely the part needed to accomplish that flexible recombining of information. We posit further that consciousness was subsequently co-opted to produce other functions that are not directly relevant to memory per se, such as problem-solving, abstract thinking, and language. We suggest that this theory is compatible with many phenomena, such as the slow speed and the after-the-fact order of consciousness, that cannot be explained well by other theories. We believe that our theory may have profound implications for understanding intentional action and consciousness in general. Moreover, we suggest that episodic memory and its associated memory systems of sensory, working, and semantic memory as a whole ought to be considered together as the conscious memory system in that they, together, give rise to the phenomenon of consciousness. Lastly, we suggest that the cerebral cortex is the part of the brain that makes consciousness possible, and that every cortical region contributes to this conscious memory system. (shrink)

Obsessive-compulsive disorder is a commonly occurring neuropsychiatric condition characterized by bothersome intrusive thoughts and urges that frequently lead to repetitive dysfunctional behaviours such as excessive handwashing. There are well-documented alterations in cerebral function which appear to be closely related to the manifestation of these symptoms. Controlled studies of cognitive-behavioural therapy techniques utilizing the active refocusing of attention away from the intrusive phenomena of OCD and onto adaptive alternative activities have demonstrated both significant improvements in clinical symptoms and systematic changes (...) in the pathological brain circuitry associated with them. Careful investigation of the relationships between the experiential and putative neurophysiological processes involved in these changes can offer useful insights into volitional aspects of cerebral function. (shrink)

Much recent cognitive neuroscientific work on body knowledge is representationalist: “body schema” and “body images”, for example, are cerebral representations of the body (de Vignemont 2009). A framework assumption is that representation of the body plays an important role in cognition. The question is whether this representationalist assumption is compatible with the variety of broadly situated or embodied approaches recently popular in the cognitive neurosciences: approaches in which cognition is taken to have a ‘direct’ relation to the body and (...) to the environment. A “direct” relation is one where the boundaries between the body and the head, or between the environment and the animal are not theoretically important in the understanding of cognition. These boundaries do not play a theoretically privileged role in cognitive explanations of behavior. But representationalism appears to put a representational veil between the locus of cognition and that which is represented, making cognitive relations to the body and to the environment be indirect, with a high associated computational load. For this reason, direct approaches have tried to minimize the use of internal representations (Suchman 1987; Barwise 1987; Agre and Chapman 1987; Brooks 1992; Thelen and Smith 1994; van Gelder 1995; Port and van Gelder 1995; Clark 1997, 1999; Rupert 2009, p. 180). Does a cognitive neuroscience committed to direct relations rule out a representationalist approach to body knowledge? Or is direct representationalism possible? (shrink)

The concept of the cortical column refers to vertical cell bands with similar response properties, which were initially observed by Vernon Mountcastle’s mapping of single cell recordings in the cat somatic cortex. It has subsequently guided over 50 years of neuroscientific research, in which fundamental questions about the modularity of the cortex and basic principles of sensory information processing were empirically investigated. Nevertheless, the status of the column remains controversial today, as skeptical commentators proclaim that the vertical cell bands are (...) a functionally insignificant by-product of ontogenetic development. This paper inquires how the column came to be viewed as an elementary unit of the cortex from Mountcastle’s discovery in 1955 until David Hubel and Torsten Wiesel’s reception of the Nobel Prize in 1981. I first argue that Mountcastle’s vertical electrode recordings served as criteria for applying the column concept to electrophysiological data. In contrast to previous authors, I claim that this move from electrophysiological data to the phenomenon of columnar responses was concept-laden, but not theory-laden. In the second part of the paper, I argue that Mountcastle’s criteria provided Hubel Wiesel with a conceptual outlook, i.e. it allowed them to anticipate columnar patterns in the cat and macaque visual cortex. I argue that in the late 1970s, this outlook only briefly took a form that one could call a ‘theory’ of the cerebral cortex, before new experimental techniques started to diversify column research. I end by showing how this account of early column research fits into a larger project that follows the conceptual development of the column into the present. (shrink)

An extended examination of Libet's works led to a comprehensive reinterpretation of his results. According to this reinterpretation, the Minimum Train Duration of electrical brain stimulation should be considered as the time needed to create a brain stimulus efficient for producing conscious sensation and not as a basis for inferring the latency for conscious sensation of peripheral origin. Latency for conscious sensation with brain stimulation may occurafterthe Minimum Train Duration. Backward masking with cortical stimuli suggests a 125-300 ms minimum value (...) for the latency for conscious sensation of threshold skin stimuli. Backward enhancement is not suitable for inferring this latency. For determining temporal relations between stimuli that correspond to subjects' reports, theendof cerebral Minimum Train Duration should be used as reference, rather than its onset. Results of coupling peripheral and cortical stimuli are explained by a latency after the cortical Minimum Train Duration, having roughly the same duration as the latency for supraliminal skin stimuli. Results of coupling peripheral stimuli and stimuli to medial lemniscus (LM) are explained by a shorter LM latency and/or a longer peripheral latency. This interpretation suggests a 230 ms minimum value for the latency for conscious sensation of somatosensory near-threshold stimuli. The backward referral hypothesis, as formulated by Libet, should not be retained. Long readiness potentials preceding spontaneous conscious or nonconscious movements suggest that both kinds of movement are nonconsciously initiated. The validity of Libet's measures of W and M moments (Libet et al., 1983a) is questionable due to problems involving latencies, training, and introspective distinction of W and M. Veto of intended actions may be initially nonconscious but dependent on conscious awareness. (shrink)

In this paper, we focus on the propensity toward identifying natural kinds with successful scientific categories in contemporary discussions of natural kinds within the philosophy of science. Success in this case is understood as the fulfillment of epistemic interests or goals in a given field of scientific research. The prevailing view is that, in order to have a theory of natural kinds that successfully captures current scientific practice, the relevant epistemic interests are the current interests of scientists working in a (...) particular field. In contrast, we concur with the Franklin-Hall (2015) that a wider range of possible interests needs to be taken into account, in order to avoid making natural kinds too dependent on the current stage of research. But unlike Franklin-Hall who suggests looking for an intersection between the interests and goals of current epistemic agents and our neighboring epistemic agents (the categorical bottleneck view), we advocate the view that all these different interests and goals need to be taken into account, and thus our view takes into account a much wider range of categories. (shrink)

ABSTRACTMaterialism is the view that everything that is real is material or is the product of material processes. It tends to take either a ‘cosmological’ form, as a claim about the ultimate nature of the world, or a more specific ‘psychological’ form, detailing how mental processes are brain processes. I focus on the second, psychological or cerebral form of materialism. In the mid-to-late eighteenth century, the French materialist philosopher Denis Diderot was one of the first to notice that any (...) self-respecting materialist had to address the question of the status and functional role of the brain, and its relation to our mental life. After this the topic grew stale, with knee-jerk reiterations of ‘psychophysical identity’ in the nineteenth-century, and equally rigid assertions of anti-materialism. In 1960s philosophy of mind, brain–mind materialism reemerged as ‘identity theory’, focusing on the identity between mental processes and cerebral processes. In contrast, Diderot’s cerebral materialism allows... (shrink)

In the 1980s, physiologist Benjamin Libet conducted a series of ex-periments to test whether the will is free. Whilst he originally assumed that the will functions like an immaterial initiator of cerebral processes culminating in actions, he later began to think that it rather works like an immaterial veto inhib-iting unwanted actions by preventing unconsciously initiated cerebral processes from unfolding. Libet’s veto was widely criticized for its Cartesian dualist and interactionist implications. However, in 2016, Schultze-Kraft et al. adopted (...) Libet’s idea of an action-inhibiting veto and conducted a new experiment. Its goal was to test until which moment agents can inhibit an action that they already intended to do. Despite insisting on the material nature of the veto, the researchers also described the function of the veto in interactionist terms, namely as an act of the agent performed against her own cerebral processes. The purpose of this pa-per is to explain in which sense the veto in Libet’s and in Schultze-Kraft’s study is interactionist, and to provide a non-interactionist reinterpretation of the test subjects’ action inhibition in Schultze-Kraft’s experiment. (shrink)

The relation between body and mind is one of the oldest riddles that has puzzled mankind. That material and mental events may interact is accepted even by the law: our mental capacity to concentrate on the task can be seriously reduced by drugs. Physical and chemical processes may act upon the mind; and when we are writing a difficult letter, our mind acts upon our body and, through a chain of physical events, upon the mind of the recipient of the (...) letter. This is what the authors of this book call the 'interaction of mental and physical events'. We know very little about this interaction; and according to recent philosophical fashions this is explained by the alleged fact that we have brains but no thoughts. The authors of this book stress that they cannot solve the body mind problem; but they hope that they have been able to shed new light on it. Eccles especially with his theory that the brain is a detector and amplifier; a theory that has given rise to important new developments, including new and exciting experiments; and Popper with his highly controversial theory of 'World 3'. They show that certain fashionable solutions which have been offered fail to understand the seriousness of the problems of the emergence of life, or consciousness and of the creativity of our minds. In Part I, Popper discusses the philosophical issue between dualist or even pluralist interaction on the one side, and materialism and parallelism on the other. There is also a historical review of these issues. In Part II, Eccles examines the mind from the neurological standpoint: the structure of the brain and its functional performance under normal as well as abnormal circumstances. The result is a radical and intriguing hypothesis on the interaction between mental events and detailed neurological occurrences in the cerebral cortex. Part III, based on twelve recorded conversations, reflects the exciting exchange between the authors as they attempt to come to terms with their opinions. (shrink)

In the philosophy of mind, neuroscience, and psychology, the causal relationship between phenomenal consciousness, mentation, and brain states has always been a matter of debate. On the one hand, material monism posits consciousness and mind as pure brain epiphenomena. One of its most stringent lines of reasoning relies on a ‘loss-of-function lesion premise,’ according to which, since brain lesions and neurochemical modifications lead to cognitive impairment and/or altered states of consciousness, there is no reason to doubt the mind-brain identity. On (...) the other hand, dualism or idealism (in one form or another) regard consciousness and mind as something other than the sole product of cerebral activity pointing at the ineffable, undefinable, and seemingly unphysical nature of our subjective qualitative experiences and its related mental dimension. Here, several neuroscientific findings are reviewed that question the idea that posits phenomenal experience as an emergent property of brain activity, and argue that the premise of material monism is based on a logical correlation-causation fallacy. While these (mostly ignored) findings, if considered separately from each other, could, in principle, be recast into a physicalist paradigm, once viewed from an integral perspective, they substantiate equally well an ontology that posits mind and consciousness as a primal phenomenon. (shrink)

Reductive, naturalistic psychosemantic theories do not have a good track record when it comes to accommodating the representation of kinds. In this paper, I will suggest a particular teleosemantic strategy to solve this problem, grounded in the neurocomputational details of the cerebral cortex. It is a strategy with some parallels to one that Ruth Millikan has suggested, but to which insufficient attention has been paid. This lack of attention is perhaps due to a lack of appreciation for the severity (...) of the problem, so I begin by explaining why the situation is indeed a dire one. One of the main tasks for a naturalistic psychosemantic theory is to describe how the extensions of mental representations are determined. (Such a theory may also attempt to account for other aspects of the “meaning” of mental representations, if there are any.) Some mental representations, e.g. the concept of water, denote kinds (I shall be assuming this is non-negotiable). How is this possible? Unfortunately, I haven’t the space to canvass all the theories out there and show that each one fails to accommodate the representation of kinds, but I will point out the major types of problems that arise for the kinds of theories that, judging by the literature, are considered viable contenders.1 In general, the theories either attempt and fail to account for the representation of kinds, or they fall back on something like an intention to refer to a kind – not exactly the most auspicious move for a reductive theory. There are a number of problems that prevent non-teleosemantic theories from explaining how it is possible to represent kinds. A concept of a kind K must.. (shrink)

The chief themes of this discussion are as follows. First, we need a theory of the grounds of moral status that could guide practical considerations regarding how to treat the wide range of potentially conscious entities with which we are acquainted – injured humans, cerebral organoids, chimeras, artificially intelligent machines, and non-human animals. I offer an account of phenomenal value that focuses on the structure and sophistication of phenomenally conscious states at a time and over time in the mental (...) lives of conscious subjects. Second, we need to map a theory of moral status onto practical considerations. I prefer the precautionary framework proposed by many, and fruitfully precisified recently by Birch. I have suggested that in addition to further discussion surrounding the evidential bar for attributing consciousness to different types of entities, more discussion is needed regarding how value and moral status may vary across different entity-types, and regarding the sources of value in an entity’s mental life. (shrink)

Introduction There are some exceptions, which we shall see below, but virtually all theories in psychology and cognitive science make use of the notion of representation. Arguably, folk psychology also traffics in representations, or is at least strongly suggestive of their existence. There are many different types of things discussed in the psychological and philosophical literature that are candidates for representation-hood. First, there are the propositional attitudes – beliefs, judgments, desires, hopes etc. (see Chapters 9 and 17 of this volume). (...) If the propositional attitudes are representations, they are person-level representations – the judgment that the sun is bright pertains to John, not a subpersonal part of John. By contrast, the representations of edges in V1 of the cerebral cortex that neuroscientists talk about and David Marr’s symbolic representations of “zero-crossings” in early vision (Marr 1982) are at the “sub-personal” level – they apply to parts or states of a person (e.g. neural parts or computational states of the visual system). Another important distinction is often made among perceptual, cognitive, and action-oriented representations (e.g. motor commands). Another contrast lies between “stored representations” (e.g. memories) and “active representations” (e.g. a current perceptual state). Related to this is the distinction between “dispositional representations” and “occurrent representations.” Beliefs that are not currently being entertained are dispositional, e.g. your belief that the United States is in North America - no doubt you had this belief two minutes ago, but you were not consciously accessing it until you read this sentence. Occurrent representations, by contrast, are active, conscious thoughts or perceptions. Which leads us to another important distinction: 1 between conscious and non-conscious mental representations, once a bizarre-sounding distinction that has become familiar since Freud (see Chapter 4 of this volume). I mention these distinctions at the outset to give you some idea of the range of phenomena we will be considering, and to set the stage for our central “problem of representation”: what is a mental representation, exactly, and how do we go about deciding whether there are any? We know there are public representations of various kinds: words, maps, and pictures, among others.. (shrink)

Table of contents for MONSTERS AND PHILOSOPHY, edited by Charles T. Wolfe (London 2005) -/- List of Contributors iii Acknowledgments vii List of Abbreviations ix -/- Introduction xi Charles T. Wolfe The Riddle of the Sphinx: Aristotle, Penelope, and 1 Empedocles Johannes Fritsche Science as a Cure for Fear: The Status of Monsters in 21 Lucretius Morgan Meis Nature and its Monsters During the Renaissance: 37 Montaigne and Vanini Tristan Dagron Conjoined Twins and the Limits of our Reason 61 Annie (...) Bitbol-Hespériès Degeneration and Hybridism in the Early Modern Species 109 Debate: Towards the Philosophical Roots of the Creation-Evolution Controversy Justin E. H. Smith Leibniz on the Unicorn and Various other Curiosities 131 Roger Ariew The Creativity of God and the Order of Nature: 153 Anatomizing Monsters in the Early Eighteenth Century Anita Guerrini The Status of Anomalies in the Philosophy of Diderot 169 Annie Ibrahim The Materialist Denial of Monsters 187 Charles T. Wolfe Cerebral Assymetry, Monstrosities and Hegel. 205 On the Situation of the Life Sciences in 1800 Michael Hagner The Lady Knight of the Perilous Place 217 Elfriede Jelinek Monster: More than a Word. . . From Portent to Anomaly, 231 the Extraordinary Career of Monsters Beate Ochsner Index 281 . (shrink)

Our commonsense notion of reality is supported by two critical assumptions for which we have little understanding: The conscious experience which underpins the observations integral to the scientific method and language, which is the method by which all theories, scientific or otherwise, are communicated. This book examines both of these matters in detail and arrives at a new theoretical foundation for understanding how nature undertakes the task of building the universe. -/- Creating Reality is a synthesis of Darwin’s The Origin (...) of Species and Douglas Hofstadter’s Gödel, Escher, Bach (GEB). It is an intellectual journey that addresses the most profound questions facing science and philosophy today and delivers the greatest transformation in the way we view the world since Darwin’s masterpiece. The book is targeted at anyone up for the cerebral challenge of thinking deeply about how we make sense of the world and our existence. The book is thoroughly researched and referenced, drawing from the most highly credential sources. -/- When we take stock of where we are in our understanding of nature, it seems that three important questions stand out for which we have few answers. More than just questions, they represent gaps in our comprehension of what makes the universe tick. These are the thematic focal points of this book: -/- • What is the nature of belief? (An examination of truth as a function of language). • What is consciousness? • What is the relationship between mathematics and the physical world? -/- The exploration of these three questions unravels the mystery behind the principal means by which we come to have knowledge of the world. So our journey begins by asking the more generic question: How do we come to know the world? The book makes no assumptions about this thing called ‘reality’ and takes a fresh look at the presuppositions underlying commonsense notions of reality. (shrink)

How does Locke contribute to the development of 18th-century projects for a science of the mind, even though he seems to reject or at least bracket off such an idea himself? Contrary to later understandings of empiricism, Locke goes out of his way to state that his project to investigate and articulate the ‘logic of ideas’ is not a scientific project: “I shall not at present meddle with the Physical consideration of the Mind” (Essay, I.i.2). Locke further specifies that this (...) means his analysis of mental processes will not engage with knowledge of the brain (e.g. in terms of corpuscles and animal spirits), even though he had been the student of Thomas Willis. Now, Kant seemed to make an elementary mistake, given such a clear statement on Locke’s part, when he claimed that Locke’s project was a “physiology of the understanding” (in the Preface to the A edition of the first Critique). One can ask of course what this physiology of the understanding was, and if it existed, in or out of the Lockean intellectual world (as I have sought to investigate in a 2016 paper). This leads me to inquire into the outcome of his empiricism for a scientific treatment of the mind, including in the sense of a ‘naturalization’ of the mind (with implications also for our understanding of empiricism: Anstey’s influential distinction between experimental and speculative philosophy does not seem useful here). Because if Kant made this charge, there were also many 18th-century thinkers who positively treated Locke as their great forerunner in psychology and related fields: Charles Bonnet and Joseph Priestley among them, just as some prominent physicians such as Cabanis claimed to be ‘finishing the job’ that Locke had started in, e.g. their materialist theories of the passions. What one might term ‘the Locke Problem’ here is: how can one reconcile empiricism and claims about cerebral processes, while seeking to remain a Lockean? Differently put, what is the process of naturalization, a naturalization of? (shrink)

La metáfora de la memoria como “viaje mental en el tiempo” (“mental time travel” en inglés) ha tenido una gran influencia en la ciencia cognitiva de la memoria así como también en la filosofía de la memoria contemporánea. A pesar de su relevancia, no ha habido ninguna discusión teórica real ni sobre el significado de la metáfora en sí misma ni sobre su adecuación para dar cuenta de los recuerdos de experiencias pasadas. Este artículo trata de llenar este vacío al (...) examinar con más detalle la metáfora del “viaje mental en el tiempo”, centrándose más específicamente en los problemas que dicha noción presenta. Si la metáfora del “viaje mental en el tiempo” pretende referir no solo a una facultad o sistema cerebral sino también a una experiencia subjetiva particular, como así ha sido sugerido en la literatura, no es de por sí evidente que sea compatible con las nociones de (re)construcción y simulación con las que se la asocia frecuentemente, ni que describa de manera fehaciente la fenomenología de todo recuerdo del pasado personal. Si, por el contrario, sólo se refiere a una facultad o sistema cerebral y no pretende dar cuenta de la fenomenología del recuerdo, el uso de dicho término parece perder todo sentido para nombrar dicha facultad. A pesar de su relevancia, la metáfora del “viaje mental en el tiempo” no se ha impuesto como paradigma único: otras metáforas distintas continúan guiando actualmente programas más o menos fructíferos de investigación de la memoria. El artículo concluye que aunque dicha metáfora fue beneficiosa en su momento para la ciencia y la filosofía de la memoria, el examen minucioso de dicha noción sugiere que no constituye realmente una buena metáfora de la memoria sobre las experiencias pasadas, por lo que debería ser abandonada. (shrink)

This paper questions two prima facie plausible claims concerning switching in the presence of ambiguous figures. The first is the claim that reversing is an instantaneous process. The second is the claim that the ability to reverse demonstrates the interpretive, inferential and constructive nature of visual processing. Empirical studies show that optical and cerebral events related to switching protract in time in a way that clashes with its perceived instantaneity. The studies further suggest an alternative theory of reversing: according (...) to such alternative, seeing the same thing in multiple ways is a matter of uncovering what is already present to the senses through visual search. (shrink)

When summarizing the findings of his 1896 Matter and Memory, Bergson claims: “That every reality has... a relation with consciousness—this is what we concede to idealism.” Yet Bergson’s 1896 text presents the theory of “pure perception,” which, since it accounts for perception according to the brain’s mechanical transmissions, apparently leaves no room for subjective consciousness. Bergson’s theory of pure perception would appear to render his idealistic concession absurd. In this paper, I attempt to defend Bergson’s idealistic concession. I argue that (...) Bergson’s account of cerebral transmissions at the level of pure perception necessarily entails a theory of temporality, an appeal to a theory of time-consciousness that justifies his idealistic concession. (shrink)

INTRODUÇÃO -/- A produção bovina no Brasil é fundamentalmente em condições de pastoreio, isto é, à pasto. Dado que as pastagens e as forragens não suprem as exigências minerais dos bovinos, principalmente na seca, a suplementação mineral desses animais torna-se uma prática essencial e obrigatória para obtenção de êxito na produção de carne e leite. Negligenciar os requerimentos minerais dos bovinos pode levar ao aparecimento de alterações metabólicas diretamente relacionadas com o desempenho produtivo do rebanho, além de complicações mínimas ou (...) expressivas sobre o sistema reprodutivo e a fertilidade dos animais. Os requisitos minerais dependem do nível de produção e de cada categoria animal, logo, as práticas e atividades destinadas ao aumento na produção de carne e a taxa de crescimento dos animais exigem maior atenção à suplementação mineral. A formulação de suplementos minerais permite corrigir os desequilíbrios e deficiências desses elementos nas dietas dos animais criados para engorda à pasto. Sendo assim, para formular um suplemento mineral adequado é necessário, acima de tudo, conhecer as deficiências e os desequilíbrios minerais na região, as exigências nutricionais dos animais em função do seu estado produtivo e sua condição metabólica, além da condição mineral do alimento base (gramíneas, forragens, leguminosas etc.) e a composição das fontes minerais e sua biodisponibilidade. A finalidade deste trabalho é fornecer ao leitor a informação necessária para formular um suplemento mineral, considerando o aporte da dieta base, os requerimentos minerais dos animais e as fontes de minerais disponíveis no mercado. -/- 1. OS MINERAIS E SUAS FUNÇÕES -/- Dentro da nutrição animal, os minerais cumprem diferentes e essenciais funções dentro do organismo, logo desempenham um papel de destaque entre os nutrientes. As quantidades exigidas de cada mineral variam em função da espécie, idade e estado fisiológico, isto é, estado produtivo. Na produção animal, é dada ênfase a energia e a proteína como sendo nutrientes imprescindíveis para o bom desempenho e crescimento do animal, no entanto, há os defensores de que os minerais são mais importantes quando consideram o fósforo como elemento constituinte das proteínas, da ATP e de diversas enzimas. Dado que os alimentos não possuem o aporte de minerais requeridos pelos animais, a suplementação é uma prática de manejo indispensável. Em sistema de criação intensiva, esse manejo é fácil uma vez que se conhece a dieta e a quantidade de alimentos que o animal ingere, logo se conhece a composição mineral do alimento e o cálculo é feito para fornecer o défice de mineral do alimento, por exemplo, o grão de milho seco moído na dieta fornece 0,05% de cálcio, dada que a exigência de Ca para bovinos de corte é de 0,25%, é necessário suplementar um composto que forneça os 0,2% de défice da dieta. Por sua vez, em sistema de criação extensiva, a suplementação mineral não é uma tarefa fácil, uma vez que não se conhece a composição nem a quantidade dos alimentos que os animais comem no período de um dia, no entanto é feita uma estimativa da ingestão dos alimentos disponíveis à pasto para se calcular a quantidade a ser suplementada. Dentro da nutrição animal, é comum dividir-se os minerais em macro e micro, de acordo com a exigência do animal. Os macrominerais ocorrem em concentração superior a 100 mg/kg e costumam ser expressos em porcentagem. Já os microminerais são os elementos que o animal exige em menor quantidade, sendo inferior a 80 mg/kg. O fato de um mineral ocorrer em maior quantidade no corpo do animal não significa menor grau de importância. Para que um mineral seja considerado essencial foi estabelecida quatro condições primordiais de funções no organismo, logo esses minerai precisam: -/-  Estar presente nos tecidos dos animais em concentrações constantes;  A deficiência deve causar a presença de anormalidades fisiológicas e/ou estruturais, desde que a dieta possua todos os outros elementos em concentrações ideais e não tóxicas. Um exemplo seria o raquitismo com a falta demasiada de Ca;  A adição desse mineral essencial deve reverter o quadro da anormalidade;  As anormalidades que foram induzidas pela deficiência de um dado elemento deverá ser acompanhada de alterações bioquímicas que são revertidas ou prevenidas quando a deficiência cessa. • MACROMINERAIS -/- Os macrominerais que os bovinos de corte requerem incluem o cálcio, magnésio, fósforo, potássio, sódio, cloro e enxofre. Geralmente esses minerais acumulam-se mais nos ossos do que outra parte do corpo. a) Cálcio e fósforo (Ca e P) O cálcio e o fósforo são os principais componentes minerais do esqueleto. Cerca de 99% do Ca total do corpo e 80% do P total do corpo são armazenados nos ossos. Os estoques esqueléticos de Ca e P são usados para atender a inadequações dietéticas de curto prazo. Deficiências de longo prazo de qualquer um pode causar ossos enfraquecidos e, com isso, os ossos podem até quebrar. -/- Segundo a literatura, a presença Ca é de extrema importância para as funções:  Formação dos ossos e dentes;  Regulação dos batimentos cardíacos e irritabilidade dos nervos;  Coagulação do sangue e do leite;  Produção de leite (lactação);  Ativação de enzimas como a lípase pancreática e fosfatase ácida; -/- O P, por sua vez é imprescindível para as funções:  Formação dos ossos e dentes;  Produção de leite (lactação);  Regulação do mecanismo ácido-base;  Metabolismo dos nutrientes (carboidratos, proteínas, lipídeos, vitaminas)  Constituição de enzimas como a pepsina e xantina oxidase;  Constituição das proteínas. -/- O Ca e o P também desempenham papéis importantes em outras funções corporais. Uma diminuição em um ou ambos pode causar uma diminuição no ganho de peso e/ou uma diminuição na eficiência do ganho. Durante a lactação, quantidades baixas de ambos reduzirão a produção de leite. Uma vaca leiteira de alta produtividade requer três vezes mais Ca do que uma vaca não-lactante. Uma deficiência de P pode atrasar a puberdade nas novilhas e pode atrasar o regresso do cio das vacas adultas no pós-parto. Os bovinos também precisam de quantidades corretas de Ca para que os sistemas nervoso e muscular funcionem corretamente. O uso adequado de Ca e P é afetado não só pela quantidade de cada mineral ingerido, mas também pela sua proporção. A relação Ca:P ideal é de cerca de 1,5:1, com uma faixa de 1:1 a 4:1 sendo satisfatória. Em algumas rações de alta concentração, razões superiores a 2:1 têm sido bem sucedidas; essa é uma característica da relação sinérgica entre o Ca e o P, em que um auxilia na absorção do outro. Deve-se estar atento a relação citada, uma vez que uma relação para bovinos superior a 4:1 pode causar a presença de cálculos renais. A maioria das gramíneas possuem uma quantidade satisfatória de Ca. Leguminosas como alfafa, amendoim, e feno de soja são boas fontes de Ca, mas a silagem de milho e sorgo são más fontes de Ca. Em geral, a maioria dos concentrados são fontes relativamente pobres em Ca. Uma exceção é a polpa cítrica, que é relativamente alta em concentração de cálcio (1,9%). O milho, os subprodutos do milho e os grãos de sorgo têm um teor de cálcio particularmente baixo, e os bovinos alimentados com cereais ou dietas à base de silagem de milho necessitam de suplementação desse mineral. A maioria das forragens é pobre em P, particularmente no final da estação de crescimento. O gado é mais propenso a possuir deficiência em P durante o inverno, quando, muitas vezes, sobrevivem alimentados com forragens secas. Os concentrados contêm concentrações moderadas a elevadas de P. Os suplementos proteicos, como a farinha de sementes de algodão e a farinha de soja, contêm concentrações moderadas, ao passo que muitos dos alimentos derivados, como os grãos de destiladores, de glúten de milho e a farinha de trigo, apresentam concentrações elevadas de P. A deficiência tanto de Ca quanto de P pode causar raquitismo em animais jovens e osteomalácia, isto é, perda da massa óssea em animais adultos. A deficiência em conjunto de ambos causa retardo no crescimento e piora na conversão ou eficiência alimentar, todavia a deficiência do P é mais severa já que o mesmo é constituinte das proteínas. Como os solos do Brasil são deficientes em P, as pastagens são pobres em fornecer o elemento, sendo a suplementação o melhor método de prevenção da deficiência e até do botulismo quando os animais ingerem ossos na busca pelo mineral. Apesar desses minerais não serem considerados tóxicos, a presença de excesso de um pode prejudicar a utilização do outro. O excesso de Ca é mais comum que o de P, de acordo com a ocorrência do Ca e o alto custo do P. Segundo o NRC, 2005 os níveis máximos para bovinos são de 1,5% para o Ca e de 0,7% para o P. Já na dieta as exigências requeridas para bovinos de corte é de 0,2 a 0,3% de Ca e de 0,19 a 0,25% de P (NRC, 2016). Já para bovinos leiteiros na dieta o Ca deve estar presente entre 0,4 e 0,6% e o P entre 0,2 a 0,4% (NRC, 2004) dependendo do nível de produção leiteira da vaca. As melhores fontes de Ca e P são o milho, farelo de soja, farelo de trigo e o farelo de algodão. b) Sódio e cloro (Na e Cl) O Na está presente na ordem de 0,15% do corpo animal. Já que sua função é mais fisiológica que nutricional sua deficiência é comum. Uma das principais funções deste elemento está associada a manutenção da pressão osmótica e sobre o equilíbrio ácido-base além de participar da absorção de carboidratos. Ainda assim, aumenta a retenção de líquidos e, em fêmeas primíparas, um problema comum é o edema de úbere em função do baixo desenvolvimento circulatório, tendo como principal meio de prevenção e/ou tratamento a diminuição do mineral na dieta. O Na também é um componente da saliva dos ruminantes que auxilia na manutenção do pH ruminal para uma boa digestão. O Cl é fundamental na regulação da pressão osmótica, do transporte de CO2 e O2 pelo sangue, e no equilíbrio ácido-base. Além disso, é constituinte do ácido clorídrico que é secretado pelo abomaso e cumpre um papel determinante na digestão das proteínas. O sódio e o cloro (sal) proporcionam a função adequada dos sistemas nervoso e muscular. Ajudam a regular o pH do corpo e a quantidade de água retida no mesmo. Uma deficiência destes elementos provoca perda de apetite e ganhos de peso ineficientes ou perda de peso corporal. O Na é geralmente deficiente em dietas, mas os níveis de Cl são geralmente adequados. Ambos os minerais estão presentes em tecidos moles e fluidos e há muito pouco armazenamento desses elementos, de modo que uma fonte diária e constante deve ser fornecida. Geralmente, os ruminantes necessitam de 0,1% de Na presente na ração. As necessidades diárias de Na para animais em crescimento e fêmeas gestantes não lactantes é de 1,5 g/100 kg de PV. A temperatura ambiente também influencia sobre a exigência do animal, de modo que quando a temperatura está entre 25 e 30 ºC é adicionado 0,1 g/100 kg de PV para mantença, já em temperaturas superiores a 30 ºC é requerido um adicional de 0,5 g/100 kg de PV também para mantença. Para crescimento o animal entre 150 e 600 kg de PV exige cerca de 1,4 g/kg de ganho de peso. Os bovinos exigem cerca de 0,1% de sódio em sua dieta diária. A deficiência de Na afeta o apetite, ganho de peso, armazenamento de energia e a síntese de proteína e gordura. Logo, os principais sintomas se manifestam no consumo de terra, urina, diminuição do apetite, perda de peso e pelagem opaca. Os ruminantes são os mais afetados, uma vez que o capim apresenta uma concentração baixa e deficiente de Na em sua composição. A intoxicação por Na pode ser agravada pela deficiência de K. No entanto, a intoxicação pode ser evitada desde que haja água em abundância e disponível aos animais à vontade. O nível máximo tolerável de sal na dieta do bovino deve ser de 4,5%. Para os bovinos a ingestão de 0,40 g/100 kg de PV já diminui a ingestão de alimentos. Para o Cl os requerimentos se resumem basicamente através do Na, uma vez que o animal é suplementado através do NaCl. Uma maneira prática de atender às exigências de Cl é o fornecimento da mesma quantidade de Na, ou seja, uma relação 1:1. Logo, como os bovinos requerem 0,1% de Na para o Cl seriam as mesmas. Detalhadamente, para a mantença o bovino exige 2,25 g/100 kg de PV e de 1 g/100 kg de PV para crescimento em animais entre 150 e 600 kg, já para o último terço da gestação o ideal é o animal ingerir 1 g/dia de Cl. A deficiência de Cl dá-se pela carência de Na, uma vez que a suplementação é conjunta. No entanto, os principais sintomas da deficiência é a perda de peso, anorexia, letargia, polidipsia e poliúria. Em temperaturas maiores, as perdas de Cl pela sudorese são maiores que as perdas de Na. O excesso de Cl na dieta causa alterações no equilíbrio ácido-base. A intoxicação ocorre pelo consumo elevado de NaCl possuindo, com isso, os mesmos sintomas do Na. O animal consumirá voluntariamente mais sal quando a forragem é jovem e suculenta (com 88% de absorção) do que quando amadurecida. O gado alimentado com silagem consumirá mais sal do que os alimentados com feno, e o consumo é maior em bovinos alimentados com dietas de altas fibras (volumosos) do que naqueles com dietas de alta concentração (rações). A principal fonte de Na e Cl é o cloreto de sódio (NaCl) com 39% de Na e 60% de Cl possuindo uma absorção aparente de 100%. Como regra geral, o gado consome 0,005 a 0,010% do seu peso corporal de sal diariamente. Por exemplo, uma vaca adulta pesando 550 kg deve consumir cerca de 27,5 gramas de sal/dia (550 kg x 0,00005 = 27,5 gramas). c) Magnésio (Mg) O magnésio é essencial para o funcionamento adequado de enzimas e do sistema nervoso e para o metabolismo eficiente dos carboidratos. Está presente na proporção de 0,05% do corpo do animal, sendo que 80% destes estão presentes nos ossos e o restante nos tecidos moles (o tecido muscular possui mais Mg do que Ca). O Mg é utilizado como solução tamponante do rúmen se utilizado na ordem de 6 a 10 kg por tonelada de ração. As principais funções do Mg no organismo são a formação do esqueleto (ossos e dentes); transferência dos impulsos nervosos; como ativador de enzimas como as hexoquinases e atpases e participa da digestão da celulose no rúmen. Os principais sintomas da deficiência de Mg são a queda da pressão sanguínea, hiperirritabilidade, incoordenação motora, convulsão e, em casos mais graves, a morte. Uma deficiência de Mg é incomum, exceto para vacas pastando gramíneas em crescimento ou pequenas pastagens de grãos durante o final do inverno e início da primavera, o que pode causar tetania dos pastos (doença rara no Brasil), uma desordem metabólica grave e às vezes fatal. Uma alta taxa de nitrogênio e fertilização de potássio no solo contribui para a manifestação e/ou agravação do quadro de tetania das pastagens (TP). O excesso de K inibe a absorção de Mg tanto na forragem como nos animais (relação de antagonismo). A TP geralmente ocorre após um longo período frio combinado com altos níveis de nitrogênio e fertilização do pasto com K. As vacas em lactação são particularmente suscetíveis a TP. A TP geralmente pode ser evitada alimentando os bovinos com uma mistura mineral contendo óxido de magnésio. Uma mistura mineral contendo 10 a 14% de Mg consumido a 110 gramas por dia deve fornecer Mg adequado. A ingestão adequada de sal também é importante para a prevenção da TP. Deve-se evitar usar blocos duros para complementar o sal quando o gado está em risco de TP; logo, o mais indicado é o fornecimento de sal em uma forma solta para permitir o consumo adequado de sal e de forma à vontade. Quando a TP não é um risco, os blocos podem ser usados para complementar os minerais. Os animais com tetania respondem quase imediatamente a uma infusão intravenosa de gluconato de cálcio e magnésio. Os bovinos de corte requerem cerca de 1 a 2 g de Mg/kg de alimento. Na formulação de 1 tonelada de ração o elemento deverá compor entre 6 a 10 kg do total. Caso haja deficiência, é mais fácil fornecer o Mg como suplemento mineral na ordem de 15 g/vaca/dia e para o tratamento da deficiência é necessária a injeção subcutânea de 200 a 300 ml de sulfato ou lactato de Mg a 20%. O nível máximo de inclusão do Mg na dieta é de 0,6% (NRC, 2005). O criador pode suplementar o animal junto com o bicarbonato de sódio na ordem de 270 g de bicarbonato e 180 g de óxido de Mg/vaca/dia. No organismo animal, apenas 16% do elemento é absorvido. Mesmo o milho, pobre em minerais, fornece 1,2 g/kg do mineral, quantidade suficiente para os bovinos de corte. As principais fontes de Mg são os farelos de trigo, algodão e de soja, o milho, a farinha de carne e ossos, o sulfato e o carbonato de Mg (com 44% de coeficiente de absorção) e o óxido de Mg (entre 28 e 49% de coeficiente de absorção). Figura 1: bloco de sal rosa do Himalaia para bovinos e equinos. d) Potássio (K) O K é o terceiro mineral mais abundante do corpo e é um dos elementos primordiais para o animal, no entanto sua ingestão deverá ser diária, uma vez que não há depósito do mesmo no organismo animal. As principais funções do K são sobre o equilíbrio ácido-base através da neutralização dos ácidos; na pressão osmótica; no balanço iônico com outros elementos; na transmissão nervosa; como freio para os batimentos cardíacos; na prevenção da tetania quando há excesso de Ca ou a deficiência de K; além de participar da síntese proteica, do metabolismo de carboidratos, da formação de glicogênio, da quebra da glicose e na quantidade de água retida no corpo. A temperatura ambiente é um dos fatores que interfere na quantidade de K a ser exigida pelo gado. Estudos do NRC, 2001 demonstram que a uma temperatura entre 25 e 30 ºC é necessária a adição de 0,04 g de K para cada 100 kg de PV para mantença; temperaturas superiores a 30 ºC exigem a adição de 0,4 g de K para cada 100 kg de PV para mantença. As gramíneas, particularmente no início do crescimento, contêm quantidades adequadas de K para o gado em pastoreio e a suplementação é raramente necessária. No entanto, o K pode, ocasionalmente, ser encontrado em baixas concentrações em forragens estocadas ou feno que recebeu água da chuva antes do enfardamento, uma vez que o K é solúvel e vai lixiviar a partir da forragem. Uma deficiência de K é difícil de ocorrer em condições de pastejo, no entanto, quando se fornece uma dieta rica em concentrado como as usadas em sistema de confinamento, uma deficiência pode ocorrer; o consumo elevado de sal (NaCl) e condições estressantes também podem ocasionar uma deficiência. Os sinais de deficiência são de difícil percepção, no entanto, incluem um retardo no crescimento (carência no metabolismo proteico), fraqueza muscular, paralisia, redução do consumo de alimentos, perda de peso, queda de pelo e consumo de terra na tentativa de suprir o mineral no organismo. A intoxicação é rara, no entanto, o nível máximo permitido é de 2% da dieta dos bovinos de corte. O excesso de K é excretado na urina. Em geral os grãos possuem uma menor concentração do elemento do que as forragens. As forragens geralmente possuem níveis superiores a 1% em sua composição com uma absorção de 85%, o que as torna a melhor fonte de K para o gado que exige 0,65% de K na dieta. Outras fontes de K são o cloreto e o sulfato do mesmo com uma absorção superior a 90%. e) Enxofre (S) O enxofre é uma parte dos aminoácidos sulfurados essenciais como a metionina, cistina, cisteína, homocisteína e taurina que compõem as proteínas. Como o rúmen sintetiza os aminoácidos sulfurados, a suplementação para bovinos de corte pode ser através de fontes de S inorgânicas. As principais funções do S limitam-se a constituição de compostos orgânicos essenciais para o organismo, podemos citar compostos da cartilagem, do trato gastrintestinal e reprodutivo e da queratina presente nos chifres, cascos, pele e pelos. Também atua como pontes dissulfeto sobre enzimas como a glutationa peroxidase (do metabolismo oxidativo) e ainda sobre o equilíbrio iônico usado para a formulação de dieta aniônica para vacas no pré-parto. Uma deficiência de enxofre na dieta de bovinos de corte não é provável que ocorra em condições normais de alimentação, porém é bastante comum. Um dos sintomas da deficiência do mineral é o baixo desenvolvimento e crescimento do animal já que o mesmo é primordial para a síntese proteica. Outros sintomas da carência estão relacionados com a formação inadequada dos compostos que são constituídos pelo elemento e que estão presentes nos chifres, pelos, cascos e pele. Por sua vez, é mais provável que o elemento esteja presente em excesso, o que pode interferir no metabolismo do cobre, resultando em uma deficiência de Cu (relação de antagonismo). Além disso, o excesso de S pode reduzir a ingestão de alimentos e causar uma condição de lesão cerebral conhecida como polioencefalomalacia (PEM). O excesso de S causa intoxicação que é comum em bovinos de corte já que sua dieta é suplementada com o elemento. O nível considerado tóxico é de 0,3% em dietas com alto concentrado e de 0,5% em dietas com alta forragem. Os bovinos de corte requerem a presença de enxofre na dieta na razão entre 0,08 e 0,16% (NRC, 2016). A principal fonte de S seria a flor de enxofre ou enxofre elemental que possui 96% do mineral, mas com menor biodisponibilidade. Outras fontes de S são o ventilado com 70% de S e os compostos misturados, isto é, que não possuem somente S como o sulfato de magnésio com 13%, sulfato de P com 18% e sulfato de sódio com 35% de S. Certos subprodutos, como os grãos de destiladores e o glúten de milho, contêm concentrações mais elevadas de S, que devem ser tidas em conta no equilíbrio da ração. O S é frequentemente adicionado indiretamente à mistura mineral através de formas de sulfato dos microminerais. • MICROMINERAIS Os bovinos de corte requerem cerca de 10 microminerais. Sete dos 10 microminerais estabeleceram requisitos, incluindo ferro, manganês, cobre, zinco, selênio, cobalto e iodo. Os microminerais cromo, molibdênio e níquel não têm uma exigência estabelecida e não são, normalmente, adicionados a misturas minerais na dieta dos bovinos de corte. Apenas três dos microminerais (cobre, zinco e selênio) são susceptíveis de ser deficientes em dietas de bovinos à pasto. Além disso, os microminerais acumulam-se mais no fígado que em qualquer outra parte do corpo, com exceção de manganês que se acumula mais nos ossos que no fígado. a) Cobalto (Co) O cobalto funciona como um componente da vitamina B12, que é sintetizada no rúmen pelas bactérias. Somente 3% do mineral na dieta é utilizado na síntese da vitamina. As principais funções do elemento estão associadas a vitamina que desempenha um papel de importância no organismo como matéria-prima dos microrganismos ruminais para a formação de propionato (ácido graxo volátil importante na síntese da glicose), síntese de purinas e pirimidinas, síntese de metionina, formação de proteínas, metabolismo de carboidratos e gorduras, além de ser necessária para a síntese de hormônios da tireoide. Os bovinos de corte exigem a presença do elemento em 0,15 mg/kg de dieta. A deficiência inclui sinais como diminuição do consumo de alimentos, crescimento retardado, anemia, baixa imunidade por dano na função dos neutrófilos e pelagem opaca. Os bezerros e novilhos são mais susceptíveis a deficiência. Na prática, geralmente é adicionado na mistura mineral em aproximadamente 10 ppm (0,01 g/kg) para garantir que não haja deficiência. A intoxicação por Co é difícil de ocorrer, no entanto afetam os animais que não recebem suplementação, quando há intoxicação os principais sintomas são a diminuição do consumo de alimentos, perda de peso e alterações no sangue. Os bovinos toleram níveis máximos de até 25 mg/kg/dieta. Os requerimentos do mineral aumentam conforme é fornecida uma dieta fundamentalmente concentrada. A maioria das forragens e subprodutos da agroindústria possuem níveis adequados de Co (entre 0,1 e 0,5 mg Co/kg de MS), no entanto os solos alcalinos limitam a absorção do mineral pelas plantas. Estudos indicam que a adição de Co na ordem de 0,25 a 0,35 mg/kg de MS aumentam a digestão de forragem de baixa qualidade e aumenta a população de bactérias anaeróbias no rúmen em até 50%. Dietas de grãos exigem mais Co do que dietas à base de forragem, e o Co deve sempre ser incluído na mistura mineral ao alimentar os animais com dietas à base de grãos. As principais fontes de suplementação de Co para os bovinos é o sulfato (25% Co) e o óxido (72% Co). b) Cobre (Cu) O cobre é um dos elementos com maior incidência de deficiência micromineral dos bovinos. O Cu é um componente importante de muitos sistemas enzimáticos essenciais para o crescimento e desenvolvimento do animal. Suas funções estão relacionadas com o crescimento adequado, o correto funcionamento dos glóbulos vermelhos já que libera ferro pela ação da ceruloplasmina, formação de colágeno, produção de melanina, a reprodução e a imunidade. Em conjunto com o Mo e o S faz parte de sistemas enzimáticos envolvidos com o metabolismo de vitaminas e nucleotídeos. No entanto, pela relação de antagonismo, esses dois elementos podem diminuir o grau de absorção de Cu no organismo, logo para os animais mantidos a pasto é ideal manter o balance entre o Cu e Mo entre 2:1 e 4:1. A quantidade de Cu absorvível é menor nas forragens do que em silagens e fenos. Os bovinos de corte exigem 10 mg/kg/dieta de Cu diariamente, caso não atendida essas exigências a deficiência e complicações começam a aparecer precocemente. Os sinais de deficiência incluem fertilidade reduzida, anestro pós-parto, retardo da puberdade, diminuição das taxas de concepção, diminuição da libido, diminuição do processo de espermatogênese em touros, baixa imunidade e, com isso, aumento da susceptibilidade a doenças, além da pigmentação reduzida da pelagem (pelo preto muda para vermelho), e anemia já que o Cu está relacionado com a transformação do Fe para ser utilizado pelo organismo. Deficiências alimentares podem ocorrer, como no caso as gramíneas do gênero Brachiaria que possuem baixa concentração do mineral, mas a maioria das deficiências é causada pelo consumo de antagonistas, o que reduz a absorção de Cu. Uma vez que o elemento atua em conjunto com outros minerais como Fe, Mo, S, Se e Zn, pode ser apresentada uma deficiência caso esses minerais estejam em excesso, logo não podem superar os seguintes valores: > 0,4% para o S, > 500 ppm para o Zn, > 400 ppm para o Fe e > 150 ppm para o Mo, uma vez que afetam a absorção do Cu no intestino. Deve-se dar ênfase que em bovinos a carência deste elemento pode causar mortes súbitas em animais gordos em virtude da fibrose do miocárdio. De todos os minerais o Cu é o que apresenta maior risco de intoxicação. A intoxicação por Cu é comum em bovinos, uma vez que são sensíveis. O nível máximo que os bovinos suportam é de 40 mg/kg. Caso haja excesso na dieta produz-se hemólise, icterícia, metahemoglobinemia, necrose e morte. O Cu deve ser suplementado como sulfato de cobre (25% Cu), cloreto de cobre tribásico (TBCC) ou uma forma orgânica complexa, já que o óxido de cobre é muito mal absorvido. Também podem ser utilizados o carbonato (51%) ou o hidróxido (63%). A adubação da pastagem também pode ser uma forma, porém não há garantias de absorção pela planta. c) Iodo (I) O iodo é um mineral essencial para a função dos hormônios da tireoide (T3 e T4) que regulam o metabolismo energético e é importante para a manutenção da taxa metabólica. Os bovinos de corte exigem uma quantidade de 0,5 mg/kg de dieta diariamente deste mineral. A incorporação do I na dieta animal é de 0,4 mg/kg para bezerros e de 1,3 g/dia para novilhas não prenhes. No último terço da gestação as vacas exigem cerca de 1,5 g/dia, enquanto vacas em lactação de 4 a 4,5 g/dia. Quando essas exigências não são atendidas, a deficiência produz aumento no tamanho da tireoide, diminuição da taxa metabólica, retardamento do crescimento, baixo peso ao desmame, aumento da susceptibilidade a doenças, problemas podais, além dos problemas e falhas reprodutivas. As vacas que apresentam deficiência de I apresentam retenção de placenta e os bezerros podem nascer cegos, prematuros, sem pelos ou até mesmo mortos. A intoxicação não é comum e quando ocorre deve-se a possíveis erros na formulação da dieta. Produz-se então o aumento da secreção nasal e ocular, além da salivação sinais apresentados em bezerros com uso prolongado o I orgânico. Já os sintomas posteriores se resumem no aumento da taxa metabólica, diminuição da ingestão de alimentos, baixa imunidade e problemas na fertilidade. Os bovinos toleram um nível máximo de 50 mg/kg de ração. Com a eliminação do excesso os animais tendem a se recuperar precocemente. O I raramente é deficiente em determinados rebanhos de vacas. É geralmente suplementado como di-hidroiodeto de etilenodiamina (EDDI). A suplementação legal máxima de EDDI é de 50 mg/cabeça/dia. Em alguns casos, o EDDI foi incluído em dietas para evitar a podridão dos cascos; no entanto, a quantidade de EDDI necessária para evitar a podridão dos cascos é muito maior do que os requisitos e provavelmente não vai evitar a podridão dos cascos quando incluído no máximo legal. Porém as fontes mais comuns de suplementação prática são o iodato de cálcio e o iodato de potássio com 60% de I. A concentração de I nas forragens varia bastante, entre 0,01 mg/kg até a 1 mg/kg, e depende do solo em que estão cultivadas. d) Ferro (Fe) O ferro é principalmente necessário para a formação da hemoglobina (0,355%) molécula encarregada do transporte de O2 e CO2 no organismo; também é componente da mioglobina e de enzimas que auxiliam na respiração celular; além disso faz parte de componentes que transportam o elemento pelo organismo e que depositam o mineral nos tecidos. Os requerimentos de Fe são baixos, bovinos exigem a presença de 50 mg do mineral por kg de dieta diária. A eficiência de absorção do elemento é maior em animais jovens (bezerros (as) e novilhos (as)) possuindo um coeficiente de 60%, no entanto a eficiência de absorção cai para 2% em animais adultos. Os animais jovens podem estar susceptíveis a deficiência uma vez que a dieta é fundamentalmente láctea e que o leite da vaca possui uma baixa presença do mineral em sua composição (37 mg/l). Os bezerros são mais susceptíveis a deficiência de Fe, já que o leite é pobre no mineral. Quando há a carência os sintomas incluem anemia, imunidade baixa, aumento na presença de doenças, diminuição do consumo de alimentos, baixo índice de crescimento e diminuição do ganho de peso e, em casos graves, a morte. A deficiência de Fe é raramente observada em bovinos alimentados com volumosos já que diversos solos possuem o mineral disponível em níveis adequados para a absorção pelas plantas. As plantas forrageiras dos trópicos oferecem níveis elevados do mineral em sua composição, na ordem de 80 a 300 ppm/kg de MS. A intoxicação por Fe é difícil de acontecer, entretanto a quantidade máxima permitida para bovinos é de 500 mg/kg de dieta. A intoxicação está associada com um baixo consumo de alimentos, diminuição do ganho de peso e na eficiência alimentar, diarreia, hipotermia e morte em casos graves. As bactérias ruminais utilizam o Fe livre para seu crescimento, portanto um excesso do elemento aumenta a susceptibilidade a problemas como a acidose metabólica. Alimentos ricos em Fe geralmente são os de origem animal. As sementes de leguminosas são mais ricas do que as forragens frescas. O óxido de ferro (70%) é frequentemente incluído em misturas minerais, mas não está disponível para o animal já que não é absorvível, servindo apenas como um agente corante para dar ao mineral uma cor vermelha escura. O sulfato de ferro (20%) está disponível para o animal e deve ser usado se a suplementação com Fe for necessária. Outras fontes de suplementação são o carbonato ferroso (42%), cloreto férrico (21%) e o fosfato de ferro (28%). e) Manganês (Mn) O manganês é necessário para a reprodução, desenvolvimento fetal e do úbere. À medida que a concentração na dieta aumenta, a concentração do mineral é incrementada nos tecidos reprodutivos, sugerindo uma relação direta entre o Mn e a fertilidade. Está relacionado com várias funções dentre as quais estão a ativação e constituição de diversas enzimas, metabolismo de lipídeos e carboidratos e o crescimento ósseo. Os requerimentos variam de acordo com o estado fisiológico e de produção. Por exemplo, a exigência para bovinos de corte varia entre 20 e 40 mg/kg de dieta. Animais em crescimento e ganho requerem 20 mg/kg na dieta, enquanto vacas gestantes e em lactação exigem 40 mg/kg na dieta. O leite da vaca contém 0,03 mg/kg ou por litro, o que faz com que os animais jovens ou recém-nascidos possam apresentar deficiência desse mineral. A deficiência de Mn é rara e pouco provável que seja um problema para os bovinos à pasto no Brasil. A carência causa alteração no crescimento, anormalidades do esqueleto e das articulações, encurtamento dos tendões em recém-nascidos, baixo peso ao nascimento e alterações reprodutivas como degeneração testicular, esterilidade, anestro, cios silenciosos, falta de cio e abortos. A intoxicação por Mn é difícil de ocorrer, uma vez que os níveis máximos são elevados para bovinos sendo 2 g/kg na dieta. Entretanto, o Mn atua com outros minerais que podem afetar seu limite total. As pastagens do Brasil possuem níveis acima das exigências dos animais, uma vez que há disponibilidade do elemento no solo, entretanto há algumas áreas deficientes. Os pastos do gênero Brachiaria possuem níveis adequados de Mn (120 e 400 ppm/kg de MS). O óxido de manganês e o sulfato de manganês (27%) são a forma mais comum desse mineral usado em misturas minerais com um coeficiente de absorção de 0,75%. As dietas à base de milho possuem baixas concentrações de Mn e a suplementação faz-se necessário caso haja alimentação com essas dietas. Em dietas com alto excesso de Ca e P inibe-se a absorção e aumenta-se a excreção do elemento nas fezes. Em bezerros, o alto excesso de Fe também diminui a absorção de Mn. f) Selênio (Se) Por muito tempo esse mineral foi taxado de tóxico aos animais, no entanto a partir do século XX é que se descobriu a essencialidade deste elemento nas funções antioxidantes, no metabolismo de lipídeos, no processo de imunidade e na síntese de hormônios da tireoide. O selênio é um mineral relativamente deficiente em algumas áreas do Brasil. Os bovinos requerem em média 0,1 mg/kg na dieta, tolerando até o nível máximo de 5 mg/kg na dieta. A deficiência de Se causa doença do músculo branco (semelhante à distrofia muscular) em bezerros recém-nascidos, também pode fazer com que os bezerros sejam fracos ao nascer e aumentar sua suscetibilidade a doenças de calefação como os batedores, além de aumentar a taxa de mortalidade pré-desmame. Taxas aumentadas de placentas retidas e desempenho reprodutivo ruim são frequentemente observadas em vacas com deficiências desse mineral. A intoxicação por Se não é rara, porém níveis superiores a 5 mg/kg tornam-se tóxicos aos bovinos. A intoxicação pode ser crônica apresentando baixa vitalidade, pelos ásperos, perda de apetite, crescimento do casco e anemia; ou aguda apresentando cegueira, salivação e paralisia. Há plantas que acumulam Se a ponto de ocasionar intoxicação aguda no animal, essa maior concentração está relacionada com a presença do mineral no solo. Geralmente, solos ácidos (pH < 6) são pobres neste elemento, em contrapartida, solos alcalinos (pH > 8) são ricos em Se. As folhas das plantas apresentam de 1,5 a 2 vezes mais Se que os talos; e as sementes possuem uma concentração alta. Muitos subprodutos da agroindústria, com exceção dos derivados do leite, possuem uma alta concentração de Se. A farinha de pescado possui, em média, mais de 1 mg de Se/kg de MS, porém sua eficiência de absorção é baixa. Plantas forrageiras possuem um coeficiente de absorção de 31% e os concentrados possuem uma eficiência de 61% de absorção pelo animal. A suplementação com esse mineral aumenta seu teor no leite da vaca que é de 0,01 a 0,025 mg/kg ou por litro, o que é benéfico ao animal jovem. A FDA (fibra em detergente ácido) permite que o selênio seja usado em um nível não superior a 0,3 ppm (ou até 0,10 mg/kg) da matéria seca na dieta total de bovinos de corte. Nas zonas em que ocorrem deficiências, o ideal é a administração do nível legal máximo. A FDA permite que até 120 ppm sejam incluídos em uma mistura sal-mineral para alimentação de escolha livre. O Se é geralmente adicionado a misturas minerais na forma de selenito de sódio (45%), mas há as formas orgânicas do elemento como o selênio levedura e o selênio metionina ambos com teores variando entre 1000 e 2000 mg de Se/kg de produto. O selênio é muito tóxico e deve ser usado apenas na forma pré-misturada. A deficiência de Se não deve ser um problema se as quantidades adequadas de Se são balanceadas no suplemento mineral. No entanto, a concentração de Se no suplemento e na ingestão rotulada não deve resultar numa ingestão total superior a 3 mg por dia. Assim, um mineral marcado para a ingestão de 0,10 gramas por cabeça por dia não pode exceder 26 ppm de Se. O Se pode ser suplementado na ração, na mistura mineral, na forma de pellets ou mesmo injetável. g) Zinco (Zn) Este elemento pode ser encontrado nos ossos, sangue e nos pelos. O Zn é um elemento que possui funções catalíticas, estruturais e regulatórias. É um importante componente de sistemas enzimáticos que afetam o metabolismo de lipídeos, proteínas, glicose, hormônios da tireoide e ácidos nucleicos. Também é de suma importância para a espermatogênese e o desenvolvimento dos órgãos sexuais primários e secundários no macho e para uma resposta imune adequada e a calcificação dos ossos. Além disso, é fundamental para a saúde da pele e dos cascos. Os Bovinos de corte exigem 30 mg de Zn/kg na dieta, tolerando níveis de até 500 mg/kg/ração. Os depósitos deste elemento são baixos no organismo. A utilização de formas orgânicas como o zinco metionina melhoram o ganho de peso de bovinos à pasto. Quando as exigências não são atendidas a deficiência pode produzir crescimento retardado, perda de apetite, baixa eficiência alimentar, alopecia, lesões podais e na pele, baixa taxa de concepção, aumento de distocias, alteração do estro e na resposta imunológica e, nos machos, retardamento da puberdade e diminuição dos testículos e da libido. Quando é fornecido níveis superiores ao máximo legal há intoxicação, porém é de difícil manifestação e os sintomas se reduzem a recusa na ingestão de alimentos, fraqueza e anemia. O zinco é um elemento de marginal a deficiente na maioria das forragens brasileiras. O gado tem uma capacidade limitada para armazenar Zn e a suplementação é sempre necessária. A absorção de Zn é de 15% e está intimamente ligada à absorção de cobre, e a relação zinco-cobre deve ser mantida em aproximadamente 3:1. Além disso, altos níveis de ferro podem diminuir a absorção de zinco. A absorção do Zn diminui uma vez que a proporção de ferro para zinco excede 2:1. Altas concentrações de Ca na dieta diminuem a absorção e aumentam os requerimentos de Zn. Algumas forragens possuem boa disponibilidade de Zn o que é essencial para a metionina, quando isso não acontece, faz-se necessário a suplementação com Zn tanto para o funcionalismo enzimático quanto para a saúde dos cascos e, assim, melhorar os ganhos diários e a eficiência alimentar. Nas forragens, o nível de Zn é relativamente baixo (20 ppm), enquanto os grãos de cereais possuem em média 35 ppm. Deve-se suplementar os bovinos em pastejo e sob condições de estresse. As fontes proteicas são ricas em Zn enquanto as energéticas são pobres. Para a suplementação prática, a forma orgânica tem apresentado melhores resultados, dentre as inorgânicas tanto o sulfato (22 a 30%) quanto o óxido (70 a 80%) possuem boa disponibilidade, sendo o óxido o mais recomendável e utilizado. h) Molibdênio (Mo) O Mo é um mineral exigido em doses pequenas, porém essencial. Frequentemente estuda-se este mineral juntamente com o Cu, uma vez que este interfere na absorção do mesmo. É um importante componente e atuante em enzimas que afetam o metabolismo de purinas, pirimidinas e niacinas. Além disso, é constituinte de enzimas do leite e dos tecidos. Como é um mineral exigido em doses pequenas, a deficiência é difícil de ocorrer. Os sintomas de deficiência são análogos aos do Cu, podendo haver anemia e crescimento retardado em função da dificuldade de utilização do Fe. A intoxicação é comum em animais criados à pasto sob um solo com pH elevado. Como a maioria dos solos do Brasil são ácidos é pouco comum a intoxicação, entretanto podem acontecer tendo como principais sintomas os mesmos da deficiência de Cu, podendo haver ainda anemia, diarreia e diminuição da espermatogênese. Os bovinos toleram um nível máximo de 5 mg de Mo/kg/dieta. A absorção de Mo é melhorada com suplementação de Cu, da mesma forma, já que Mo e Cu são antagonistas, uma das formas de minimizar a intoxicação por Mo é o fornecimento de Cu. Geralmente os alimentos possuem níveis acima das exigências dos animais, porém em concentrações não tóxicas. As principais fontes de suplementação são o molibdato de sódio (40%) e molibdato de amônio (54%). i) Níquel (Ni) Apesar de ser um mineral considerado essencial, sua função principal não é bem definida, sabe-se que participa da ativação de enzimas sobre o metabolismo proteico e energético, e importante para as bactérias por participar das hidrogenases e urease. A absorção é relativamente baixa variando entre 1 e 5%. Possui interações com o Fe, Zn, Ca e Mg. A falta de Ni pode prejudicar a absorção de Fe, por outro lado, concentrações grandes de Fe prejudicam a absorção de Ni. Se houver falta de Ni o nível de Zn no organismo animal poderá diminuir. No que se refere a deficiência, devido a concentração adequada do mineral nos alimentos a carência em condições normais é de difícil acontecimento. As exigências para os bovinos são pequenas, é recomendável uma dieta que contenha 0,3 ppm de Ni. A intoxicação por Ni é quase ou sempre rara, uma vez que para que haja sintomas de intoxicação será preciso a presença de Ni em 3000 vezes a exigência, isto é, os bovinos toleram o elemento em até 1000 mg/kg de ração. A principal fonte de suplementação é o cloreto de níquel hexahidratado (50%). Os alimentos geralmente possuem níveis adequados do elemento, exceto os energéticos que são ricos em amido e pobres em minerais. As pastagens possuem até 3,5 mg de Ni/kg de MS e os concentrados proteicos como o farelo de soja e o de girassol possuem até 8 mg de Ni/kg de MS, ou seja, possuem teores maiores que as exigências dos animais sendo as melhores fontes para sua suplementação natural. A tabela 1 descreve as principais funções dos macros e microminerais e as principais fontes para os bovinos de corte criados no sistema de pastejo. Tabela 1: os minerais e suas funções nos bovinos de corte Macro Funções Fonte Composição corporal (%) Ca Formação dos ossos e dentes, função nervosa e muscular Pastos e forragens 1,33 P Reprodução, formação de ossos e dentes (relação íntima com Ca) Grãos 0,74 Mg Crescimento, reprodução e funções metabólicas Suplemento mineral 0,04 K Funções metabólicas Pastos e forragens 0,19 N Funções metabólicas, formação de aminoácidos nitrogenados no rúmen Forragens e grãos — Na Cl Regulação da pressão osmótica e equilíbrio ácido-base, manutenção do líquido corporal, impulsos nervosos, contração muscular e do coração, auxiliam na passagem de nutrientes, na retirada de resíduos das células e absorção de vitaminas hidrossolúveis (riboflavina, tiamina e ácido ascórbico) Sal comum 0,16 0,15 S Síntese de aminoácidos sulfurados, de vitaminas do complexo B, componente de enzimas e hormônios (insulina e ocitocina), crescimento microbiano Forragens e suplemento mineral 0,11 Micro Funções Fonte Composição corporal (%) Cr Resposta imune, fator de tolerância a glicose Grãos 0,3 Co Componente da vitamina B12 Leguminosas Cu Formação da hemoglobina, metabolismo tecidual Forragens e grãos I Produção de hormonas da tireoide, metabolismo energético Pastos e forragens Mn Reprodução Pastos e forragens Mo Atividade enzimática Pastos e forragens Se Antioxidante Forragens e grãos Zn Atividade enzimática, glutationa peroxidase Leguminosas Fonte: OLIVEIRA, 2005 e adaptação de GILL et al., 2004. 2. MINERAIS TÓXICOS Alguns minerais são considerados tóxicos para os bovinos mesmo em dosagens muito pequenas. Todavia, alguns ainda podem ser considerados essenciais, mas em dosagens recomendadas por especialistas. a) Arsênio (As) É um elemento considerado tóxico e inibidor de vários sistemas enzimáticos. É encontrado em inseticidas e pesticidas, logo o manejo de aplicação de produtos nas pastagens pode ser crucial para a intoxicação dos animais. As plantas absorvem pouco ou quase nada desse mineral através do solo. O nível máximo desse elemento deve ser de 30 mg/kg/ração. Já as exigências situam-se entre 25 e 50 µg/kg, bem abaixo dos níveis que se encontram nos alimentos. b) Cádmio (Cd) Esse elemento pode ser encontrado em plantas e nos tecidos dos animais. As plantas, por sua vez, refletem o nível do elemento presente no solo. Os fertilizantes e os fosfatos utilizados na nutrição animal podem conter níveis preocupantes em sua composição. Experimentos com esse mineral indicaram problemas no crescimento e na reprodução. Em dietas normais, o nível desse elemento é maior que as indicações. Como é de difícil excreção, este elemento tende a acumular-se no organismo ocasionando danos hepáticos e destruição do epitélio intestinal além de diminuir o desempenho produtivo do animal. O nível máximo deve ser de 10 mg/kg/ração. c) Chumbo (Pb) O Pb pode ser preocupante em pastagens próximas a rodovias. As fontes de elementos minerais como a de manganês podem conter altos níveis de chumbo. Os principais efeitos deste elemento são tóxicos e estão associados a diminuição da ingestão de alimentos e da imunidade, efeitos neurológicos, cólicas e anemia. A recomendação máxima deve respeitar uma concentração de até 100 mg/kg/ração. d) Flúor (F) Na prática, o F é o elemento tóxico de maior importância, uma vez que em quantidades pequenas (1 mg/kg/dieta) pode aumentar a resistência dos dentes ou ainda destruir os microrganismos que atacam o mesmo, já em quantidades maiores pode atacar e destruir os dentes. Apesar de estimular a enzima piruvato quinase, ele é um potente inibidor de vários sistemas enzimáticos. Já que o F possui uma relação direta com o P, uma forma prática de evitar a intoxicação é manter uma relação de 60:1 entre ambos. O nível máximo tolerável para os bovinos é de 40 mg/kg/dieta. e) Mercúrio (Hg) É um mineral tóxico sem precedentes. Pode ser encontrado naturalmente no solo, mas também através da ação do homem e em produtos da agricultura como fungicidas. A recomendação máxima de Hg é de 2 mg/kg/dieta. As fontes de Hg são a água e alimentos contaminados. Em decorrência de água contaminada, a farinha de peixe e pescados podem conter níveis elevados. 3. MINERAIS PRESENTES NAS GRAMÍNEAS As gramíneas brasileiras possuem boa disponibilidade de macro e microminerais em sua composição bromatológica (tabela 2). No entanto, segundo a literatura, nos trópicos há uma deficiência ou toxidez natural de alguns minerais essenciais para os bovinos, como o Ca, P, Co, Mn, Se e Zn, sendo os principais minerais que apresentam essas características benéficas ou desvantajosas no Brasil (Adaptação de McDowell, 1999). Com isso, faz-se necessário a suplementação em épocas de deficiência, ou a atenção imediata aos níveis tóxicos em épocas de maior disponibilidade desses minerais. Na época das chuvas em demasia, o solo fica com um pH baixo, derivado do excesso de Al no solo, uma forma de aumentar o pH tornando-o mais neutro possível e de diminuir a presença do Al tóxico aos animais é a calagem com calcário. Os solos do Brasil possuem características particulares conforme cada região, no entanto, é fácil afirmar que o país possui uma deficiência natural de elementos essenciais como o P. Uma das formas mais econômicas para aumentar a concentração de minerais de gramíneas e forrageiras é a adubação do solo onde são cultivadas. No entanto, para o P a forma mais eficiente e econômica é o fornecimento do mesmo no cocho. Adubar o solo para muitos pode ser desperdício de dinheiro, no entanto, a afirmação é errada. As características bromatológicas de gramíneas, forrageiras e leguminosas podem ser alteradas com a simples administração de minerais ou de adubos orgânicos ao solo. Com a adubação do solo, com nitrogênio por exemplo, para o melhor desempenho e composição química das plantas forrageiras, pode influenciar também no consumo de alimentos por animal, na massa seca, taxa de lotação e no ganho de peso diário (figura 2). Um estudo realizado no Quênia com 58 gramíneas cultivadas em solos com as mesmas características dos solos brasileiros, revelaram as seguintes variações na concentração de minerais em kg de MS: cinzas 4% ou 12,2%; Ca 0,09 a 0,55%; P 0,05 a 0,37%. Essa concentração mineral depende da interação de vários fatores, dentre os quais estão o solo, a espécie forrageira, o estado de maturidade, o rendimento, o manejo das pastagens e o clima. Geralmente, as plantas herbáceas e leguminosas possuem uma maior concentração tanto de minerais quanto de outros nutrientes essenciais. Deve-se enfatizar que a idade da planta influencia em sua composição mineral (tabela 3), uma vez que ocorre o processo de diluição e da translocação dos minerais para o sistema radicular da planta. As principais espécies de gramíneas do Brasil são a Brachiaria decumbens, Panicum maximum e Pennisetum purpureum com as seguintes características minerais. Tabela 2: principais minerais presentes nas gramíneas brasileiras Espécie Mineral (g/kg) N P K Ca Mg S Brachiaria decumbens 17 2,6 17,7 5,3 3,4 1,4 Brachiaria humidicola (%) - 0,13 – 0,2 1,1 – 1,7 0,13 – 0,2 0,17 – 0,21 0,11 – 0,18 Panicum maximum 18,8 1,7 21,1 6,4 2,6 1,2 Pennisetum purpureum 23,5 2,1 24,8 4,4 2,5 1,0 Fonte: Adaptação de vários autores. Tabela 3: variação da composição mineral em função da idade da planta Forrageira Idade (dias) Composição da Matéria Seca N P K Ca Mg Zn Mn % ppm Colonião 28 2,4 0,14 2,33 0,34 0,23 34 - 70 1,26 0,08 2,53 0,31 0,14 32 - Gordura 28 2,54 0,18 2,3 0,27 0,25 135 106 70 1,34 0,05 1,7 0,2 0,18 97 136 Elefante 28 - 0,33 2,38 0,61 0,42 40 138 140 - 0,11 0,34 0,43 0,36 33 128 Pangola 28 - 0,19 1,32 0,56 0,39 35 192 140 - 0,12 0,37 0,66 0,39 31 317 Jaraguá 28 - 0,28 1,68 0,4 0,46 51 - 84 - 0,11 0,57 0,23 0,58 37 - Fonte: Adaptação de BERCHIELLI et al., 2006. -/- Figura 2: Efeito da adubação nitrogenada sobre o desempenho de bovinos de corte. Fonte: Pastagem com Ciência, Instagram: sobre adaptação de MOREIRA, L. M. et. al., 2011. 4. FATORES QUE AFETAM A INGESTÃO DE MINERAIS Controlar a ingestão de minerais no nível desejado é uma tarefa difícil uma vez que a ingestão flutua. Deve-se, então, monitorar a ingestão dos minerais por muitas semanas para antes da implementação de um manejo que altere a ingestão dos mesmos. Se a ingestão for muito alta ou baixa, deve-se mover o cocho de suplementação para mais perto ou mais longe da fonte de água em várias áreas da pastagem. Quando o gado está consumindo o suplemento em excesso o sal é muitas vezes adicionado para reduzir a quantidade de minerais que o gado ingere. O nível de sal possui um impacto significativo sobre a ingestão de minerais e é facilmente alterado para o controle da quantidade de suplemento que o animal ingere; no entanto, deve-se levar em consideração a adição do sal ao se determinar a correta ingestão diária. Por exemplo, se um suplemento mineral possuir uma recomendação de taxa de alimentação de 113 g/dia é misturado em uma proporção de 50:50 com sal branco, então o gado deve consumir 226 g/dia desse suplemento. Isso forneceria para o animal a quantidade inicial de 113 g/dia do mineral mais 113 g/dia de sal adicionado. Quando o consumo é insuficiente, deve-se mudar para um suplemento mais seco, melado ou alterar a marcas para um mineral mais palatável ao gado. Além disso, deve-se ter em mente que os bezerros podem consumir quantidades significativas de minerais e isso deve ser considerado antes da diminuição do nível de alimentação, isto é, diminuição do consumo de MS/dia. Se a ingestão de minerais for inadequada, deve-se adicionar um alimento mais palatável a mistura, com uma característica de sabor ao animal. Alimentos como o farelo de algodão, farelo de soja, melaço e grãos de destilaria melhoram a palatabilidade e a ingestão dos suplementos. A ingestão do suplemento pode melhorar quando o cocho estiver perto da fonte de água ou quando se troca a marca do suplemento escolhendo um com mais palatabilidade. Monitorar regularmente o consumo de minerais para manter um registro do número de animais e das quantidades de consumo é importante para combater a ingestão em potencial ou deficiente do suplemento evitando possíveis problemas de deficiência e/ou intoxicação. 4.1 Alimentadores minerais A colocação do alimentador (cocho) é uma parte importante do fornecimento de minerais para o rebanho. Deve certificar-se que exista um número adequado de cochos para a taxa de lotação existente na pastagem. Uma forma prática é a existência de um cocho para cada 30 ou 50 animais. As melhores áreas para a localização dos cochos são perto das fontes de água, em lugares sombreados e perto das melhores áreas de pastagem. Deve-se verificar os cochos pelo menos uma vez por semana para mantê-los limpos para o fornecimento de um suplemento fresco em todos os momentos. Um bom alimentador deve manter o suplemento seco, ser portátil e resistir aos animais e corrosão. Os cochos abertos não são indicados. Os cochos metálicos não são indicados, sendo os de madeira, fibra de vidro ou de plástico os mais indicados e de longa duração. Os cochos permanentes feitos de concreto funcionam bem, mas a portabilidade é um problema. No caso de suplementos minerais, com consumo médio diário de 50 a 150 g/cabeça, deve-se ter 4 cm linear de cocho/UA isso para um cocho de 30 cm de profundidade, 40 cm de largura no topo e 30 cm de largura no fundo, pois essas dimensões permitem acesso dos dois lados do cocho e diminuem embates entre os animais. 4.2 Forma do suplemento Os minerais soltos em uma mistura para livre escolha é uma forma desejável e recomendável para vacas reprodutoras e/ou com crias. Para os animais com dietas completas, o suplemento é mais otimizado e uma forma de fornecimento é em uma mistura TMR, sigla em inglês para ração totalmente misturada. Ao suplementar com um produto em forma de bloco (figura 1), os microminerais devem ser superiores aos que estão contidos em uma mistura solta, uma vez que o animal consome de 28 a 56 g/dia. Além disso, alguns blocos contêm apenas vestígios de sal mineralizado, que acaba não suprindo as necessidades de macrominerais dos animais, como o Ca e o P. Deve-se ler o rótulo do produto cuidadosamente para certificar-se de que o mesmo contém todos os minerais necessários ao animal. Esse tipo de produto em bloco é utilizado para suplementar os animais que não tiveram acesso aos minerais por um longo período. Desta forma, o animal consumirá mais minerais sob a forma solta caso seja concedido o acesso de livre escolha. Esses blocos são utilizados na finalidade de fornecer os requerimentos minerais dos animais em um curto período evitando o consumo excessivo. Não deverá ser fornecido sal branco puro e um dado mineral separadamente, uma vez que a ingestão desse elemento será muito baixa já que o animal desejará apenas o sal. Os suplementos comerciais proteicos e energéticos às vezes são fortificados com minerais. Esses suplementos vêm nas formas de rações peletizadas, melaço líquido, blocos à base de melaço líquido, duro ou prensado ou ainda na forma de blocos à base de grãos. Não é necessário o fornecimento de um suplemento mineral de livre escolha junto com o suplemento comercial proteico ou energético. 4.3 Estação A ingestão de minerais geralmente é maior quando a forragem está com boa disponibilidade e diminui durante o outono ou períodos de seca. A composição mineral da forragem diminui conforme a maturidade da planta (idade). As forragens maduras são consumidas em menores quantidades através da seletividade dos animais, o que reduz ainda mais a ingestão de minerais. Em contrapartida, forrageiras em crescimento possuem melhor capacidade mineral do que as maduras. Além disso, o conteúdo mineral é maior em forrageiras cultivadas em solos com maior fertilidade ou solos adubados química ou organicamente. As plantas geralmente são mais fertilizadas e digestíveis durante a primavera; ou como no Brasil só possuímos duas estações bem definidas, a época dos dois meses antes da transição do período chuvoso para o primeiro mês do período seco demonstra melhor carga mineral para a planta; isso leva a uma maior ingestão natural de minerais através da disponibilidade da pastagem e redução do consumo de suplementos durante essa época do ano. 4.4 Método de suplementação ou alimentação Os animais jovens às vezes são alimentados com uma ração baseada em grãos ou silagem misturada na propriedade. A mistura completa de minerais em rações mistas é difícil; apenas uma pequena quantidade de minerais é necessária e se separa facilmente do maior tamanho das partículas de grãos e forragens. Logo, é mais recomendável usar um suplemento mineral que possua maior taxa de disponibilidade e alimentação, seja incluso na ração, separadamente no cocho para livre escolha ou em outras formas de fornecimento como água ou injetável. Um trabalho foi realizado para comparar a suplementação de um suplemento mineral de livre escolha ou misturar os minerais na ração todos os dias. O mineral continha um ionóforo (Bovatec®). Os resultados do trabalho, no qual as novilhas foram alimentadas com feno de milho, silagem de milho e minerais em um cocho de livre escolha ou onde os minerais foram cobertos (113 g/dia) na alimentação cada dia estão presentes na tabela 4. Tanto a suplementação coberta na ração quanto a de livre escolha apresentaram resultados de ganho diário semelhantes. As novilhas com livre escolha de ingestão do suplemento consumiram cerca de 14 g/cabeça/dia muito menos que o desejado de 113 gramas diárias por animal, mas estavam dentro da faixa necessária para a eficácia do ionóforo. Se quantidades específicas de um mineral ou aditivo alimentar particular são necessárias por dia, é desejável o uso de top-dress ou misturar o mineral na ração todos os dias ao invés de permitir o consumo de livre escolha. Ao oferecer o suplemento para livre escolha dos animais é necessária a monitoração do consumo para obter a certeza de que a ingestão diária é adequada. Esse controle servirá para que se possa inserir aditivos como um ionóforo ou antibiótico para aumentar a eficácia dos minerais no animal. Tabela 4: desempenho das novilhas suplementadas com livre escolha ou na mistura total Item Livre escolha Mistura da ração Peso inicial (kg) 260 262 Peso final (kg) 334 334 Ganho total (kg) 74 72 Ganho diário (kg) 0,875 0,848 Ingestão mineral (g/dia) 99,8 113 Fonte: ARTHINGTON & SWENSONT, 2004. 5. BIODISPONIBILIDADE DOS MINERAIS O tipo de minerais na dieta pode afetar a eficiência de produção e a relação custo-benefício da suplementação. Quando se adquire um sal mineralizado é importante ter em conta a concentração dos minerais e sua biodisponibilidade (tabela 5). A biodisponibilidade de sulfatos e cloretos é maior que a biodisponibilidade dos óxidos. Uma exceção é o óxido de magnésio, que é absorvido o suficiente para ser usado na suplementação dos bovinos de corte. No entanto, deve-se evitar o uso de óxido de cobre, uma vez que é quase ou nada absorvível. O óxido de ferro também é mal absorvido e geralmente é usado para adicionar cor à mistura mineral. Por causa da boa disponibilidade do Fe nas forragens e alimentos no Brasil, o gado raramente requer uma suplementação do elemento, logo a adição do mineral não deverá afetar o desempenho dos animais e pode ser benéfico, uma vez que o Fe pode interagir com outros minerais e impedir sua absorção como citado supra. Os minerais geralmente são incluídos em suplementos na forma inorgânica, mas também podem ser combinados com um aminoácido ou proteína, formando um composto orgânico (referido como complexos proteinados ou quelados). Os suplementos que utilizam a forma orgânica incluem os que fornecem os minerais Cu, Zn, Co e Mn juntamente a um aminoácido, geralmente a metionina, ou proteína. A biodisponibilidade relativa de Cu, Mn e Zn de diferentes fontes é maior em comparação com fontes inorgânicas, conforme descrito na tabela 5. Os minerais orgânicos custam mais do que os inorgânicos; portanto, um aumento no desempenho deve ser realizado para compensar o mais caro. A resposta das fontes orgânicas é variável e são recomendados em determinadas situações. As fontes orgânicas foram eficazes no aumento da eficiência reprodutiva de novilhas sob condições de estresse nutricional, ou ainda na redução da morbilidade e mortalidade de animais recém-desmamados que são altamente susceptíveis à doença respiratória bovina. Para vacas, o fornecimento de fontes orgânicas de minerais é utilizado nos dois últimos meses antes do parto; já para bezerros esse tipo de suplementação é recomendado apenas durante o período de desmame. No entanto, a metionina de zinco pode ser fornecida continuamente durante o período de alimentação visando a diminuição de problemas podais. Tabela 5: biodisponibilidade relativa¹ de microminerais orgânicos e inorgânicos Mineral Sulfato Óxido Carbonato Cloreto Orgânico (complexo/quelado) Cu 100 0 - 105 130 Mn 100 58 28 - 176 Zn 100 - 60 40 159 a 206 ¹ avaliação da biodisponibilidade relativa com respeito a fonte de sulfato. Fonte: Adaptação de vários autores. 6. IDENTIFICANDO UMA DEFICIÊNCIA MINERAL A deficiência mineral em bovinos de corte é difícil de se estimar e de diagnosticar e, silenciosamente, pode ocasionar grandes prejuízos à saúde do animal e ao financeiro. A maioria das deficiências estão relacionadas com o Ca, P e S, mas também com o Zn, Cu e Se. As deficiências minerais são classificadas em primárias e secundárias, de acordo com o grau de manifestação. A deficiência primária ocorre quando o animal ingere forragens que são deficientes em um determinado elemento como o Mg, ou ainda quando não é fornecido a suplementação adequada com sal mineralizado, o que se torna a causa mais comum desse grau de deficiência. Esse tipo de deficiência raramente ocorre em rebanhos bem manejados e que possuem alimentos como forrageiras de boa qualidade nutricional e que são suplementados adequadamente e na época ideal. Essas falhas são mais fáceis de resolver. Por sua vez, a deficiência secundária ocorre quando o animal consome um excesso de minerais antagonistas de outros elementos, que interferem na absorção normal ou no metabolismo um do outro. No caso de deficiência de Cu, o animal pode estar consumindo esse elemento em q. (shrink)

The central idea is that the cerebral cortex is a model building machine, where regularities in the world serve as templates for the models it builds. First it is shown how this idea can be naturalized, and how the representational contents of our internal models depend upon the evolutionarily endowed design principles of our model building machine. Current neuroscience suggests a powerful form that these design principles may take, allowing our brains to uncover deep structures of the world hidden (...) behind surface sensory stimulation, the individuals, kinds, and properties that form the objects of human perception and thought. It is then shown how this account solves various problems that arose for previous attempts at naturalizing intentionality, and also how it supports rather than undermines folk psychology. As in the parable of the blind men and the elephant, the seemingly unrelated pieces of earlier theories (information, causation, isomorphism, success, and teleology) emerge as different aspects of the evolved model-building mechanism that explains the intentional features of our kind of mind. (shrink)

Este artigo tem como objetivo fornecer uma visão ampla acerca da complexidade do xenotransplante, técnica que consiste no uso de animais não-humanos como fornecedores de órgãos para seres humanos. Nesse sentido, pretende-se auxiliar na análise ética dos potenciais benefícios da técnica, à luz dos questionamentos inerentes à sua pesquisa e possível implementação. Por um lado, o xenotransplante apresenta o potencial de solucionar a escassez crônica de órgãos humanos para transplantes, reduzindo as mortes decorrentes da falta de órgãos e as filas (...) de espera. Por outro lado, levanta várias questões que devem ser amplamente analisadas e democraticamente debatidas pela sociedade, tais como: o risco de xenozoonoses, o uso de animais não-humanos, a limitação da privacidade dos receptores de órgãos de origem animal, os protocolos de captação do consentimento livre e informado e o uso de pacientes com morte cerebral em experimentos. Desse modo, conclui-se que, mesmo que no futuro sejam superados os obstáculos clínicos e seja possível realizar xenotransplantes de órgãos com sucesso, é imprescindível avaliar cuidadosamente os prós e contras antes de decidirmos sobre sua continuidade. (shrink)

The prima facie heterogeneity between psychical and physical phenomena seems to be a serious objection to psychoneural identity thesis, according to many authors, from Leibniz to Popper. It is argued that this objection can be superseded by a different conception of consciousness. Consciousness, while being conscious of something, is always unconscious of itself . Consciousness of being conscious is not immediate, it involves another, second-order, conscious state. The appearance of mental states to second-order consciousness does not reveal their true nature. (...) Psychoneural identity can thus be considered a valid hypothesis. Related views of Kant, Freud, Shaffer, Bunge and others are considered. “Naive psychical realism” is criticised. Consciousness of mental events is considered as the result of the action of a cerebral system that observes the neural events hypothetically identical to mental events. The theory combines a materialist view with a due consideration of subjective experience. (shrink)

Hydranencephaly is a developmental malady, where the cerebral hemispheres of the brain are reduced partly or entirely too membranous sacs filled with cerebrospinal fluid. Infants with this malady are presumed to have reduced life expectancy with a survival of weeks to few years and which solely depends on care and fostering of these individuals. During their life span these individuals demonstrate behaviours that are termed “vegetative” by neuroscientists but can be comparable to the state of being “aware” or “conscious”. (...) Based on the most simplified definition for consciousness i.e. “awareness” or “to be aware”, these individuals are undeniably aware of their existence and therefore should be termed “conscious”. The bigoted approach of neuroscience towards understanding consciousness is usually linked with the cortex of the brain and therefore a malady as hydranencephaly poses a great challenge to this field. This paper is a compilation of behaviours and aptitudes observed in several cases of hydranencephaly which suggests, that consciousness is not just a brain process, but is a highly quantum computed process that follows laws of quantum physics, giving rise to the subjective experience of consciousness in these individuals. (shrink)

Sleep has long been a topic of fascination for artists and scientists. Why do we sleep? What function does sleep serve? Why do we dream? What significance can we attach to our dreams? We spend so much of our lives sleeping, yet its precise function is unclear, in spite of our increasing understanding of the processes generating and maintaining sleep. We now know that sleep can be accompanied by periods of intense cerebral activity, yet only recently has experimental data (...) started to provide us with some insights into the type of processing taking place in the brain as we sleep. There is now strong evidence that sleep plays a crucial role in learning and in the consolidation of memories. Once the preserve of psychoanalysts, 'dreaming' is now a topic of increasing interest amongst scientists. With research into sleep growing, this volume is both timely and valuable in presenting a unique study of the relationship between sleep, learning, and memory. It brings together a team of international scientists researching sleep in both human and animal subjects. Aimed at researchers within the fields of neuroscience, cognitive neuroscience, psychiatry, and neurology, this book will be an important first step in developing a full scientific understanding of the most intriguing state of consciousness. (shrink)