O sono profundo apoia a memória através do fluido cerebral e dos ritmos neurais, segundo a pesquisa

Pesquisadores liderados por Masako Tamaki, do Centro RIKEN de Ciência do Cérebro, no Japão, relatam uma ligação entre o sono profundo e o líquido cefalorraquidiano, o líquido transparente que envolve e sustenta o cérebro e a medula espinhal. Publicado em Anais da Academia Nacional de Ciênciaso estudo demonstra como as mudanças nos sinais do líquido cefalorraquidiano durante o sono – conforme medido pela ressonância magnética – são sincronizadas no tempo para retardar as ondas cerebrais e outros eventos neurais.

Estas descobertas oferecem uma pista sobre a importância do sono estável para o funcionamento normal do cérebro, particularmente na rede cerebral que controla a aprendizagem e a memória.

Por que dormimos? Os cientistas acreditam que o sono é importante para consolidar memórias e remover resíduos do cérebro que se acumulam como resultado da atividade cerebral enquanto estamos acordados.

Acredita-se que o sono controle o fluxo do líquido cefalorraquidiano e, portanto, pode ser importante para eliminar esses resíduos. Mas exatamente como permanece um mistério, especialmente considerando que o sono tem vários estágios diferentes, incluindo o sono leve, o sono REM e o sono profundo não REM.

Compreender o papel do sono profundo no controle da dinâmica do líquido cefalorraquidiano tem sido um desafio, em parte porque o método usual para observar os sinais provenientes do líquido – uma ressonância magnética funcional – é extremamente barulhento. Isto torna difícil para as pessoas atingirem o sono profundo e permanecerem nesse estágio por tempo suficiente para coletar dados significativos.

Para superar esse problema, Tamaki e sua equipe usaram ressonância magnética funcional esparsa, que não funciona continuamente. Em vez disso, as varreduras são feitas aproximadamente a cada 3 segundos, e os silêncios entre as varreduras permitem que as pessoas alcancem o sono profundo. Enquanto as pessoas dormiam no aparelho de ressonância magnética, suas ondas cerebrais também eram registradas porque se acredita que as ondas lentas sejam importantes para controlar o líquido cefalorraquidiano.

Os pesquisadores encontraram diferenças claras em como os sinais de ressonância magnética funcional de regiões do cérebro cheias de líquido mudaram durante os diferentes estágios do sono. Ondas cerebrais lentas e outros eventos durante o sono profundo não REM desencadearam frequentes aumentos de sinal de tamanho médio em 8 segundos.

Durante o sono leve e a excitação, o padrão era bem diferente, com ondas lentas desencadeando um aumento acentuado no sinal, que era mais lento e menos frequente. O sono REM também afetou o sinal, mas as alterações demoraram quase 30 segundos e foram muito pequenas.

Os estágios do sono também foram associados à atividade em diferentes redes cerebrais. Em comparação com o sono leve, as regiões cerebrais relacionadas ao aprendizado e à memória, como o hipocampo e o córtex frontal, estavam preferencialmente ativas durante o sono de ondas lentas.

Considerando ambos os resultados, quando a rede de memória está ativa durante o sono profundo, as ondas cerebrais lentas têm um efeito específico no sinal do líquido cefalorraquidiano que não ocorre durante outras fases do sono, quando diferentes regiões cerebrais estão mais ativas.

O significado exato do sinal de fMRI vindo do cérebro – especificamente dos ventrículos laterais – permanece um mistério para estudos futuros. Os sinais de fMRI dependem das propriedades magnéticas da hemoglobina no sangue, mas não há nenhuma no líquido cefalorraquidiano. O sinal pode estar relacionado a uma combinação de processos associados à atividade cerebral e à remoção de resíduos.

“Nossas descobertas indicam que o sono profundo afeta os sinais do líquido cefalorraquidiano de maneira diferente do sono leve, do sono REM ou da excitação”, diz Tamaki.

“Os aumentos rápidos, mas moderados, no sinal podem estar relacionados com um processo que é necessário para remover os tipos específicos de resíduos que tendem a acumular-se na rede cerebral de aprendizagem e memória durante o dia”.