Porque é que ficamos com sono? Como é que os neurónios controlam a necessidade de dormir?
Compreender como o cérebro gera a necessidade de dormir proporcionaria oportunidades totalmente novas para a investigação sobre o sono
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Por que é que ficar acordado nos deixa inevitavelmente com sono? Investigadores da Universidade de Basileia identificaram populações neuronais no cérebro de ratos que se ativam durante períodos prolongados de vigília e que são cruciais para o impulso do sono. As suas descobertas fornecem novos insights sobre a forma como o cérebro gera a necessidade de dormir.
Após um longo dia ou uma noite sem dormir, a vontade de dormir torna-se quase impossível de resistir. Esta pressão crescente para dormir, também conhecida como impulso para dormir, garante que a vigília prolongada seja seguida por um sono de recuperação mais profundo e mais longo. Embora o sono seja essencial para a sobrevivência, os cientistas têm vindo a debater-se há muito tempo para compreender como é que o cérebro controla o tempo passado acordado e o traduz na necessidade de dormir.
A equipa do professor Alex Schier, do Biozentrum da Universidade de Basileia, em colaboração com investigadores do Beth Israel Deaconess Medical Center e da Universidade de Auburn, identificou agora neurónios específicos que são cruciais para esta relação equilibrada entre o sono e a vigília. «Identificámos populações neuronais que monitorizam a vigília prolongada e promovem ativamente o sono», afirma Alex Schier. «Esta é uma peça importante que faltava no quebra-cabeças para compreender por que razão ficamos com sono.» Os investigadores apresentam as suas descobertas na revista «Nature».
Mapeamento da base neural da pressão do sono
Para identificar as regiões cerebrais envolvidas, os investigadores compararam os padrões de ativação cerebral em ratos durante ciclos normais de sono-vigília, privação de sono e sono de recuperação. A análise computacional destes dados extensivos de mapeamento de todo o cérebro foi realizada por investigadores do grupo do Professor Ivan Dokmanić, no Centro de Análise de Dados da Universidade de Basileia.
Isto destacou áreas cerebrais específicas que refletiam o tempo passado acordados. Dentro de uma dessas regiões, identificaram ainda duas populações neuronais distintas que influenciam a necessidade de dormir: os neurónios GABAérgicos e serotonérgicos no tronco cerebral. A ativação de ambas as populações neuronais aumentava quanto mais tempo os animais permaneciam acordados e diminuía novamente após o início do sono.
Em seguida, os investigadores questionaram se estas populações neuronais refletiam meramente a vigília ou se geravam ativamente uma resposta compensatória ao sono. Quando ambas as populações foram ativadas artificialmente, os ratos dormiram mais tempo e mais profundamente, apresentando uma forma de sono de recuperação que normalmente se segue a um período prolongado de vigília. Em contrapartida, a inibição destes neurónios reduziu significativamente o sono e permitiu que os animais mantivessem um estado de vigília alerta.
Assim, «estes neurónios não se limitam a sinalizar que um animal esteve acordado», afirma Schier. «As nossas experiências mostram que são cruciais para promover o sono e que podem ser componentes-chave do circuito neural que gera o impulso para dormir.» As descobertas constituem, portanto, uma das demonstrações mais claras até à data de que neurónios específicos, ativos durante a vigília, aumentam a necessidade de dormir, em vez de se limitarem a responder à vigília.
Um circuito neuronal que torna o sono inevitável
Experiências adicionais revelaram que a inibição a longo prazo das duas populações neuronais reduziu substancialmente a necessidade de sono, com os ratos a dormirem aproximadamente 70 % menos do que o habitual. Inesperadamente, a maioria destes animais não apresentou alguns dos graves distúrbios comportamentais que normalmente acompanham a privação do sono. Por outras palavras, estes neurónios parecem determinar não só quanto tempo os animais dormem, mas também com que intensidade a sua necessidade de dormir se intensifica ao longo do tempo.
Compreender como o cérebro gera a necessidade de dormir proporcionaria oportunidades totalmente novas para a investigação sobre o sono. «Estudos futuros poderão revelar como estes neurónios interagem com o resto do cérebro e como a necessidade de dormir é gerada a nível molecular», afirma o Dr. William Joo, primeiro autor do estudo. «A nossa capacidade de transformar de forma estável o comportamento do sono também nos permite explorar adaptações à perda de sono a longo prazo — isto poderá, eventualmente, revelar formas de conferir resiliência à privação do sono e a outros desafios fisiológicos.»
Novas perspetivas para a investigação sobre o sono
Em resumo, o estudo mostra que populações neuronais específicas, tais como os neurónios GABAérgicos e serotonérgicos do tronco cerebral, são ativadas pela vigília prolongada e promovem o impulso para dormir.
Compreender os circuitos neurais que tornam o sono inevitável é um objetivo central da investigação sobre o sono. Para além dos distúrbios do sono, estas descobertas podem também ajudar a explicar como o cérebro lida com a vigília prolongada e outros desafios fisiológicos, inspirando, em última análise, novas abordagens terapêuticas.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
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