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Os neurocientistas alemães fizeram um avanço significativo ao finalmente descobrir o elo perdido entre o sono profundo e a formação da memória.
Trabalhando na Charité —Universitätsmedizin de Berlim, a equipe realizou experimentos de eletrificação em tecido cerebral para descobrir como as ondas lentas do sono profundo ajudam o neocórtex na formação da memória de longo prazo. Como o sono e a memória estão frequentemente ligados, esta descoberta pode levar a novos tratamentos para problemas de formação de memória que frequentemente afetam os adultos mais velhos ou aqueles que sofrem de lesões cerebrais traumáticas.
Onda lenta, sono profundo e memória
Embora muitos mistérios ainda residam na mente adormecida, os especialistas em sono têm algumas ideias sobre o que ocorre durante a soneca. Eles postulam que o nosso cérebro reproduz o nosso dia num processo que transfere informações do armazenamento de curto prazo no hipocampo para o armazenamento de longo prazo no neocórtex. Durante esse processo, o cérebro gera oscilações lentas e síncronas de voltagem elétrica chamadas “ondas lentas”.
“Ondas lentas” relaxadas ocorrem dentro de uma frequência específica observável em um teste de eletroencefalograma (EEG). As ondas geralmente acompanham o sono ou o descanso. Deficiências específicas podem fazer com que essas ondas apareçam com destaque em estados de vigília, como em vítimas de lesões cerebrais traumáticas. Os termos “onda lenta” e “onda delta” são por vezes usados de forma imprecisa como sinônimos, embora alguns no campo do estudo do sono sejam trabalhando para traçar uma distinção clara entre os dois tipos de eventos. Algumas pesquisas recentes chegou a questionar suposições fundamentais sobre a relação das ondas lentas com o sono.
“Há muitos anos sabemos que essas flutuações de tensão contribuem para a formação da memória”, explicou o líder da equipe, Prof. Jörg Geigerdiretor do Instituto de Neurofisiologia de Charité. “Quando o sono de ondas lentas é aumentado artificialmente de fora, a memória melhora. Mas o que não sabíamos até agora era o que exatamente está acontecendo dentro do cérebro quando isso ocorre porque é extremamente difícil estudar os fluxos de informação dentro do cérebro humano.”
Cérebros Eletrificados
Os experimentos da equipe utilizaram amostras raras de tecido cerebral neocortical humano intacto de cirurgias de epilepsia e tumor cerebral. Tais procedimentos normalmente requerem a remoção de alguma matéria cerebral. As soluções nutritivas podem manter o tecido vivo por um ou dois dias após a remoção. Essa janela é longa o suficiente para realizar tais experimentos.
A equipe de Geiger eletrificou a amostra de tecido com tensões flutuantes que imitavam as lentas ondas cerebrais do sono profundo. As ondas lentas fortaleceram as conexões sinápticas no neocórtex, tornando os neurônios mais receptivos aos sinais elétricos.
Usando micropipetas de vidro colocadas com precisão nanométrica para monitorar as comunicações das células nervosas, Geiger e seus colegas utilizaram um número incomumente grande de dispositivos em conjunto, até dez de uma vez. Em certo ponto das flutuações, essas conexões neurais atingiram um ponto de pico de aprimoramento.
“As sinapses funcionam com mais eficiência imediatamente após a voltagem subir de baixa para alta”, comentou o autor principal Franz Xaver Mittermaier, pesquisador do Instituto de Neurofisiologia de Charité. “Durante esse breve intervalo de tempo, pode-se pensar que o córtex foi colocado em um estado de prontidão elevada. Se o cérebro reproduz uma memória exatamente neste momento, ela é transferida para a memória de longo prazo, de forma especialmente eficaz. Portanto, o sono de ondas lentas evidentemente apoia a formação da memória, tornando o neocórtex particularmente receptivo por muitos curtos períodos de tempo.”
Utilizando a descoberta
Com este conhecimento, novas portas estão potencialmente se abrindo para o desenvolvimento de tipos inovadores de tratamento. A equipe acredita que problemas cognitivos leves que afetam os idosos seriam o principal alvo para a aplicação deste novo conhecimento.
O uso potencial da eletroestimulação transcraniana para modificar as ondas cerebrais durante o sono oferece esperança para o desenvolvimento de métodos direcionados para aumentar a formação de memória. Com as novas descobertas, futuros pesquisadores poderão direcionar com mais precisão essa eletroestimulação.
O papel “Estados potenciais de membrana consolidam a consolidação sináptica no tecido neocortical humano” apareceu em 12 de dezembro de 2024 no Natureza.
Ryan Whalen cobre ciência e tecnologia para The Debrief. Ele possui bacharelado em História e mestrado em Biblioteconomia e Ciência da Informação com certificado em Ciência de Dados. Ele pode ser contatado em ryan@thedebrief.orge siga-o no Twitter @mdntwvlf.
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