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Sabemos que o sono de qualidade é tão essencial para a sobrevivência quanto comida e água. No entanto, apesar de passarmos um terço de nossas vidas dormindo, ele continua sendo um mistério científico.
Não que os especialistas não tenham tentado.
A análise do sono, também conhecida como polissonografia, é usada para diagnosticar distúrbios do sono por meio do registro de vários tipos de dados, incluindo cérebro (eletroencefalograma ou EEG) e coração (eletrocardiograma ou ECG). Normalmente, os pacientes são conectados a dezenas de sensores e fios em uma clínica, rastreando a atividade cerebral, ocular, muscular, respiratória e cardíaca enquanto dormem. Não é exatamente indutor de sono.
Mas e se você pudesse realizar o mesmo teste em casa, com a mesma precisão e em tempo real?
Pela primeira vez, pesquisadores de ciência da computação da University of Southern California desenvolveram uma abordagem que corresponde ao desempenho da polissonografia pontuada por especialistas usando apenas um ecocardiograma de derivação única. O software, que é de código aberto, permite que qualquer pessoa com experiência básica em codificação crie seu próprio dispositivo de monitoramento do sono DIY de baixo custo.
“Pesquisadores vêm tentando há décadas encontrar métodos mais simples e baratos para monitorar o sono, especialmente sem o estranho limite”, disse o autor principal Adam Jones, que recentemente obteve seu PhD pela USC. “Mas até agora, o desempenho ruim, mesmo em condições ideais, levou à conclusão de que não será possível e que medir a atividade cerebral é necessário. Nossa pesquisa mostra que essa suposição não é mais verdadeira.”
O modelo, que avalia os estágios do sono no nível mais alto, também superou significativamente outros modelos sem EEG, disseram os pesquisadores, incluindo dispositivos comerciais de rastreamento do sono. “Queríamos desenvolver um sistema que abordasse as limitações dos métodos atuais e a necessidade de mais acessibilidade e preço acessível na análise do sono”, disse Jones.
O estudo, publicado em junho de 2024 na revista Computadores em Biologia e Medicinafoi coautorado por Laurent Itti, professor de ciência da computação e orientador de Jones, e colaborador de longa data de Jones, Bhavin R. Sheth, ex-aluno da USC e engenheiro elétrico da Universidade de Houston.
Será que o coração está liderando a banda?
O sono, um importante preditor do declínio cognitivo, torna-se mais curto e mais fragmentado com a idade — uma descoberta validada por estudos anteriores e pela rede neural dos pesquisadores. Mas esse declínio acontece mais cedo do que você pode esperar. Um estudo recente em Neurologia descobriram que pessoas que têm sono mais interrompido na faixa dos 30 e 40 anos têm mais que o dobro de probabilidade de ter problemas de memória uma década depois.
A falta crônica de sono também pode contribuir para o acúmulo de placas beta-amiloides, uma característica da doença de Alzheimer.
“É um pouco assustador”, disse Jones, que admite que antes estava no campo “durma quando eu estiver morto” antes de embarcar nessa pesquisa como um projeto de hobby em 2010. “É por isso que quero que essas intervenções aconteçam rapidamente e as tornem acessíveis ao maior número possível de pessoas. Este software pode ajudar a destrinchar o que acontece quando dormimos todas as noites.”
Os pesquisadores treinaram seu modelo em um grande e diverso conjunto de dados de 4.000 gravações de indivíduos variando de 5 a 90 anos de idade, usando apenas dados cardíacos e uma rede neural de aprendizado profundo. Por meio de tentativa e erro, abrangendo centenas de iterações, eles descobriram que a rede automatizada somente de ECG poderia pontuar o sono tão bem quanto a polissonografia “padrão ouro”. Ela categorizou com sucesso o sono em todos os cinco estágios, incluindo o movimento rápido dos olhos (REM), que é essencial para a consolidação da memória e estabilidade emocional, e o sono não REM, incluindo o sono profundo, que é crucial para a restauração física e mental.
Além de simplificar um processo tipicamente caro e trabalhoso, esse insight destaca uma conexão mais profunda entre o coração e o cérebro do que se entendia anteriormente. Também ressalta o papel do sistema nervoso autônomo, que conecta o cérebro e o coração.
“O coração e o cérebro estão conectados de maneiras que não são bem compreendidas, e esta pesquisa visa preencher essa lacuna”, disse Jones. “Há muitas evidências em meu artigo de que, de fato, o coração pode estar liderando a banda, por assim dizer.”
O trabalho também pode ajudar a melhorar os estudos do sono em populações remotas, ajudando a esclarecer as origens e funções do sono.
Em um artigo de acompanhamento atualmente em preparação, Jones pretende explorar mais a fundo o que a rede foca nos dados de ECG. “Acho que há muita informação escondida no coração que ainda não sabemos”, disse ele.
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