Estudo Fornece as Primeiras Provas do Motivo pelo qual Dormimos
Os cientistas integraram a física e a biologia num estudo que oferece as primeiras provas directas que elucidam o objetivo do sono. Comparando o cérebro a um computador biológico esgotado de recursos durante a vigília, mostraram que o sono actua como um reinício para o “sistema operativo” do cérebro, restaurando-o para um estado ótimo para um pensamento e processamento melhorados.
Durante séculos, cientistas e investigadores debateram-se com a questão: Porque é que dormimos? Qual o objetivo da satisfação deste requisito básico? Uma pesquisa por “porque é que dormimos” no Google produz diversas explicações de diferentes fontes. Alguns defendem que o sono elimina as toxinas do cérebro, enquanto outros argumentam que ajuda na reparação e rejuvenescimento do corpo ou que desempenha um papel crucial na formação de memórias de longo prazo.
Uma investigação recente conduzida por académicos da Universidade de Washington, em St. Louis, oferece a primeira prova conclusiva que poderá responder a esta questão de longa data.
Descrevendo o cérebro como um computador biológico, Keith Hengen, o autor correspondente do estudo, explicou: “A memória e a experiência durante a vigília alteram o código pouco a pouco, afastando lentamente o sistema maior de um estado ideal. A principal função do sono é restaurar um estado computacional ótimo”.
Uma Comparação Digna de Nota
Traçar paralelos entre o cérebro e um computador sofisticado não é demasiado rebuscado. Ambos utilizam sinais eléctricos para a transmissão de informações, comparando a memória de longo prazo a um disco rígido para armazenamento e recuperação, e comparando os neurónios aos circuitos. A utilização de um computador implica a execução de processos que consomem muitos recursos em segundo plano, o que leva a um abrandamento gradual ao longo do tempo. Neste estudo, os investigadores aplicaram a “hipótese da criticalidade”, sugerindo que o cérebro funciona de forma semelhante.
No domínio da física, a criticalidade refere-se a um sistema complexo que existe no delicado equilíbrio entre a ordem e o caos. Os físicos introduziram este conceito no final dos anos 80, realizando experiências em que deixavam cair milhares de grãos de areia numa grelha semelhante a um tabuleiro de xadrez. Eventualmente, os montes de areia atingiam um ponto em que ocorriam avalanches abruptas e imprevisíveis, em cascata de um quadrado para outros.
Ao descrever o fenómeno, Ralf Wessel, um dos co-autores do estudo, afirmou: “Todo o sistema se organiza em algo extremamente complexo”.
Aplicando a hipótese da criticalidade ao cérebro, os investigadores estabelecem um paralelo entre cada neurónio e grãos de areia individuais que aderem a regras básicas. As avalanches neuronais, semelhantes às criadas pelos físicos com areia, significam um sistema no seu estado mais complexo. Quando os neurónios atingem o equilíbrio ideal entre a ordem e o caos, conhecido como criticalidade, o processamento de informação do cérebro é maximizado.
Percepções de Investigações Anteriores e do Atual Estudo sobre o Sono
Em 2019, Hengen e Wessel exploraram a teoria da criticidade, demonstrando que o cérebro mantém ativamente esse estado. No estudo atual, eles, junto com outros pesquisadores, tiveram como objetivo compreender o papel do sono dentro da estrutura de criticidade. As respostas electrofisiológicas de neurónios individuais nos córtices visuais de ratos jovens foram medidas à medida que estes passavam naturalmente pelo sono e pela vigília.
Hengen explicou: “Na criticalidade, podem ocorrer avalanches de todos os tamanhos e durações. Longe da criticalidade, o sistema torna-se tendencioso para apenas pequenas avalanches ou apenas grandes avalanches”.
Os investigadores observaram avalanches variadas em ratos após o sono reparador, enquanto que durante a vigília, as cascatas mudaram para tamanhos mais pequenos. A previsão do sono ou da vigília tornou-se possível através do seguimento da distribuição das avalanches neurais, sendo que a redução do tamanho das cascatas indica um sono iminente.
Hengen concluiu: “Os resultados sugerem que cada momento de vigília afasta os circuitos cerebrais relevantes da criticalidade e o sono ajuda o cérebro a reiniciar-se.” No geral, os investigadores propõem um modelo em que o sono funciona para restaurar a criticalidade, contrariando o seu declínio gradual durante a vigília. As suas descobertas estão de acordo com a hipótese de que a principal função regenerativa do sono é a preservação da criticalidade.
Leia o Artigo Original: New Atlas
