“Era literalmente verdade: Eu estava a passar pela vida a dormir. O meu corpo não tinha mais sentimento do que um cadáver afogado. A minha própria existência, a minha vida no mundo, parecia uma alucinação. Um vento forte fazia-me pensar que o meu corpo estava prestes a ser soprado para o fim da terra, para alguma terra que nunca tinha visto ou ouvido falar, onde a minha mente e o meu corpo se separariam para sempre.”
-From Sleep, de Haruki Murakami, 1989
Todos nós já lá estivemos. Você vai para a cama, fecha os olhos, cobre a mente e espera que a consciência se desvaneça. Um intervalo intemporal depois, você acorda, refrescado e pronto para enfrentar os desafios de um novo dia (note como você nunca pode se pegar no ato de perder a consciência!). Mas às vezes seu mundo interior não se desliga – sua mente permanece hipervigilante. Você joga e vira, mas não consegue encontrar o abençoado alívio do sono. As razões para a insónias podem ser muitas, mas as consequências são sempre as mesmas: estás cansado no dia seguinte, sentes sonolência, dormes a sesta. A atenção vagueia, o seu tempo de reacção abranda, você tem menos controlo cognitivo-emocional. Felizmente, a fadiga é reversível e desaparece após uma ou duas noites de sono sólido.
Passamos cerca de um terço das nossas vidas em estado de repouso, definido por uma relativa imobilidade comportamental e uma reduzida capacidade de resposta a estímulos externos. Cumulativamente, isto equivale a várias décadas de sono ao longo da vida de uma pessoa comum. Ah, eu sei que você está pensando, não seria ótimo se nós reduzíssemos esse tempo “perdido” para poder fazer mais! Quando eu era mais novo, eu também vivia segundo o lema “Podes dormir quando estiveres morto”. Mas despertei para o facto de que para uma saúde física e mental óptima a longo prazo, precisamos de dormir.
Os humanos partilham esta necessidade de dormir diariamente com todas as criaturas multicelulares, como qualquer pessoa que cresça com cães, gatos ou outros animais de estimação sabe.
Uma compreensão da importância do sono pode ser observada ao contemplar o próprio processo biológico. O sono é regulado homeostaticamente com uma precisão requintada: a pressão para ir dormir aumenta durante o dia até nos sentirmos sonolentos à noite, bocejar continuamente e adormecer. Se privados de sono, os humanos experimentam uma necessidade irresistível de procurar o seu repouso – eles, de fato, tornam-se “bêbados do sono”. Um termo mais antigo, do século XIX, mais próximo da verdade, é “exaustão cerebral”, o cérebro exigindo seu descanso.
Na minha última coluna Redux Consciência, descrevi como os clínicos definem o sono através do registro de ondas cerebrais a partir de uma rede de sensores eletroencefalogramáticos (EEG) colocados no couro cabeludo do dorminhoco. Como a superfície do mar, o cérebro elétrico está incessantemente em comoção, refletindo os pequenos tremores invisíveis no córtex cerebral sob o crânio que são captados pelos eletrodos do EEG. O sono de movimento rápido dos olhos (REM) é caracterizado por ondas cerebrais de baixa voltagem, agitadas e que mudam rapidamente (paradoxalmente, também típicas de uma vigília relaxada), enquanto que o sono não REM é marcado por ondas de maior amplitude que sobem e descem lentamente. Na verdade, quanto mais profundo e descansado o sono, mais lentas e maiores são as ondas que refletem a atividade ociosa e restauradora do cérebro. Estas oscilações de tensão, referidas como ondas delta, podem ser tão lentas como uma vez a cada quatro segundos e tão rápidas como quatro vezes por segundo (ou seja, na faixa de frequência de 0,25 a quatro-hertz). A sintonia na descarga de neurônios individuais durante o sono profundo revela períodos discretos de afastamento, quando as células nervosas deixam de gerar qualquer atividade elétrica por 300 a 400 milissegundos. Tais períodos recorrentes de silêncio, sincronizados em grandes partes do córtex, são a marca celular do sono profundo.
Microsleep
Minha última coluna, “Dormir com Meio Cérebro”, destacou a crescente percepção dos pesquisadores do sono de que estar acordado e adormecido não é um fenômeno de “tudo ou nada”. Só porque você está dormindo não implica necessariamente que todo o seu cérebro está dormindo. Por outro lado, como descreverei agora, também aprendemos que mesmo quando você está acordado, seu cérebro inteiro pode não estar acordado.
Um caso em questão de intrusão do sono na vigília envolve breves episódios de sono conhecidos como microscópio de sono. Esses intervalos podem ocorrer durante qualquer tarefa monótona, seja dirigindo longas distâncias pelo país, escutando um orador zonzo ou participando de mais uma reunião de departamento sem fim. Você está sonolento, os seus olhos ficam sonolentos, as pálpebras fecham, a sua cabeça acena repetidamente com a cabeça para cima e para baixo e depois se encolhe: a sua consciência caduca.
Em uma experiência que tentou explorar esta condição, os participantes tiveram que rastrear um alvo em movimento aleatório em um monitor de computador com um joystick por 50 minutos. Embora simples, esta tarefa visuomotora exige uma atenção contínua que se torna difícil de sustentar após algum tempo. Na verdade, em média, os participantes tiveram 79 episódios de microscópio por hora, com duração entre 1,1 e 6,3 segundos cada um, com uma queda no desempenho. O microssleep aparece no registro EEG por um deslocamento para baixo da atividade dominada pela banda alfa (8 a 13 Hz) para oscilações na banda teta (4 a 7 Hz).
Perniciosamente, os sujeitos tipicamente acreditam estar alertas o tempo todo durante o microssleepo sem se lembrar de nenhum período de inconsciência. Este mal-entendido pode ser perigoso para alguém no lugar do condutor. O microssleep pode ser fatal ao dirigir ou operar máquinas como trens ou aviões, hora após hora tediosa. Durante um episódio de micro sono, o cérebro inteiro adormece brevemente, levantando a questão de se pedaços do cérebro podem adormecer por si mesmos, sem que o órgão inteiro sucumba ao sono.
Indeed, os neurocientistas italianos Chiara Cirelli e Giulio Tononi, que estudam sono e consciência na Universidade de Wisconsin-Madison, descobriram “neurônios adormecidos” em animais experimentais que não apresentavam manifestação comportamental do sono. Nesta pesquisa, 11 ratos adultos tiveram micro fios implantados no córtex motor frontal, que controla o movimento. Inseridos no tecido cortical, os sensores captaram tanto a voltagem chamada potencial de campo local (LFP), semelhante ao EEG, quanto a atividade de spiking das células nervosas próximas. Como esperado, quando acordado, o LFP foi dominado por ondas de baixa amplitude, rápidas e facilmente distinguíveis das ondas maiores e mais lentas características do sono profundo não-REM .
Ao nível dos neurônios individuais, as células corticais dos animais acordados conversavam de forma irregular e estacata durante um período prolongado. Por outro lado, durante o sono profundo, os neurônios corticais experimentaram períodos pronunciados de atividade neural “ligada” e “desligada”, durante os quais eles permaneceram em silêncio. Essa reticência neuronal ocorre simultaneamente em todo o córtex. Ela alterna com períodos regulares, levando às ondas cerebrais ascendentes e descendentes que são a marca do sono profundo.
Sabendo de tudo isso, os pesquisadores decidiram investigar mais. Em vez de deixar os ratos dormir na hora habitual de dormir, os experimentalistas envolveram os animais em uma versão roedora de jogos de vídeo noturnos, expondo-os continuamente a brinquedos e outros objetos para cheirar, explorar e brincar com eles. Bateram na gaiola e de outra forma impediram que eles assumissem uma postura de sono ou ficassem sonolentos. Após quatro horas de tal excitação, os ratos puderam finalmente adormecer.
Como esperado de estudos anteriores com animais e humanos, ao final da fase de privação do sono, o LFP começou a mudar para frequências mais baixas, compatível com a ideia de que a pressão para os animais dormirem se acumulou de forma constante. Uma inspeção mais próxima das assinaturas elétricas, entretanto, revelou algo inesperado: períodos ocasionais, esporádicos e silenciosos de todos ou da maioria dos neurônios na região cerebral registrada, sem que os animais mostrassem manifestações comportamentais ou EEG do micro sono. Estes episódios curtos e fora de forma foram frequentemente associados com ondas lentas no PFL. O oposto aconteceu durante o sono de recuperação, no final deste período de seis horas, quando a pressão para dormir havia presumivelmente diminuído. Neste ponto, ondas grandes e lentas no PFL tornaram-se mais infrequentes, e a atividade neuronal tornou-se mais irregular, como aconteceu durante a vigília.
Parece que quando acordados mas sem sono, os neurônios mostram sinais de sonolência, enquanto que após horas de sono sólido, os neurônios individuais começam a acordar. Uma análise estatística cuidadosa confirmou estas tendências: o número de períodos de descanso aumentou durante as quatro horas em que os ratos foram forçados a permanecer acordados, e a dinâmica oposta ocorreu durante o sono de recuperação.
Uma questão era se algum neurônio adormeceu independentemente de qualquer outro neurônio. Ou esta ocorrência foi mais um fenômeno global, em que todos os neurônios transitaram simultaneamente para um período de descanso? A resposta, obtida implantando um segundo conjunto de micro fios em uma segunda região cortical – o córtex parietal, uma região bastante distinta do córtex motor – foi “sim” para ambas as perguntas.
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Quer dizer, às vezes os neurónios de ambas as regiões explodiram juntos, enquanto outras vezes o fizeram independentemente. No entanto, à medida que a pressão do sono se acumulou, após várias horas de vigília, a atividade neuronal durante a privação do sono tornou-se mais globalmente sincronizada (como acontece no sono profundo). Da mesma forma, quanto mais tempo o animal dormia durante o período de recuperação, menos provável era que as ondas lentas fossem detectadas simultaneamente em ambos os locais corticais. Grupos de neurônios podem ser mais facilmente recrutados para produzir as oscilações lentas que constituem o sono profundo quando a pressão do sono é alta.
Estes resultados pintam uma visão mais matizada da vigília e do sono do que a prevalecente, na qual ambas as condições foram consideradas como estados globais, todos-ou-nenhum estado de consciência. Em vez disso, esses dados, fortalecidos por registros de um único neurônio de pacientes com microeletrodos implantados, como usados ocasionalmente no tratamento de epilepsia, sugerem que mesmo quando o sujeito está acordado, os neurônios do indivíduo podem ficar cansados e ocasionalmente verificar. Quanto mais pesada for a pressão do sono, mais provável é que isso aconteça simultaneamente em muitos lugares do córtex. Por outro lado, após muitas horas de sono descansado, alguns desses neurônios se desligam dessas oscilações cerebrais e começam a acordar.
Mas com os neurônios desligando-se durante a privação do sono, não deveria haver alguma deterioração no desempenho? Afinal, esses neurônios devem servir a algum propósito, e se eles se afogarem, algo deve sofrer. Para investigar esta questão, Cirelli, Tononi e seus colaboradores treinaram os ratos a alcançar com uma de suas patas dianteiras através de uma abertura estreita para agarrar uma granada de açúcar em uma prateleira. Se feito desajeitadamente, a pelota cai e não pode mais ser recuperada.
Aprender esta tarefa envolve um setor particular do córtex motor que passa por mudanças como conseqüência do treinamento. Arrasto por períodos de descanso enquanto o animal alcança os doces, os investigadores descobriram que estas lacunas na queima neuronal são mais prováveis de ocorrer no córtex motor uma fração de segundo antes de uma tentativa falhada de agarrar a pelota, em comparação com quando o rato agarrou com sucesso um doce. De fato, a ocorrência de um único período fora de uso reduziu as chances de sucesso de um estudo em mais de um terço. Estes efeitos foram restritos ao córtex motor e não foram vistos no córtex parietal, que não está envolvido pela tarefa de alcance. Como os animais se tornaram mais privados de sono, seu desempenho geral sofreu, como é típico para humanos privados de sono.
Local Slumber
O que este estudo descobriu é a existência de sono local durante a privação do sono: grupos corticais isolados de neurônios que se desligam brevemente enquanto o animal, para todas as aparências externas, continua a se mover e a fazer o que faz. É mais provável que o olho fechado local ocorra se esses neurônios estiverem ativamente engajados, como acontece quando se aprende a agarrar uma granulado de açúcar. Neurônios também se cansam e se desligam, um microcosmo do que acontece com o organismo inteiro.
Extrapolando a partir destes dados, parece plausível que à medida que a pressão para dormir aumenta, a freqüência destes eventos fora de atividade e sua preponderância no córtex aumenta até que a atividade em todo o cérebro se torna repentina mas brevemente sincronizada e o cérebro cai em sono profundo – os olhos fecham, e a cabeça acena com a cabeça. O sujeito entra no micro sono.
O sono é um sujeito fascinante, mesmo que não possamos experimentar conscientemente o sono profundo, porque a nossa consciência está desligada. O sono é um aspecto finamente regulado do ciclo diário do nosso cérebro à medida que o sol nasce e se põe, um estado cuja função permanece controversa.
Os médicos e neurocientistas do século passado descobriram diferentes fases do sono (movimentos oculares rápidos e não rápidos dos olhos) e as regiões distintas do cérebro médio e do tronco cerebral envolvidas no seu controlo. Além disso, esses pesquisadores desmistificaram a narcolepsia, quando os pacientes adormecem abrupta e irresistivelmente, ao microscópio e agora ao sono local. O que virá a seguir?