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Durante o sono, nosso cérebro passa por um conjunto complexo de processos para garantir que acordemos revigorados. Em humanos, as diferentes fases do sono, movimento rápido dos olhos (REM) e sono não REM, estão associadas a mudanças distintas na fisiologia, atividade cerebral e cognição. Por exemplo, durante o sono REM, nosso cérebro fica muito ativo e experimentamos nossos sonhos mais vívidos, bizarros e emocionais. Durante o sono não-REM, o cérebro é metabolicamente menos ativo e elimina os resíduos ao liberar o fluido espinhal cerebral através dos ventrículos do cérebro – as câmaras interconectadas que cercam as estruturas do cérebro – e depois através do cérebro. Este processo supostamente ajuda o corpo a remover depósitos de proteínas prejudiciais do cérebro, como aqueles associados ao desenvolvimento da doença de Alzheimer.
O que acontece no cérebro de um pombo durante o sono?
A questão de saber se processos semelhantes também ocorrem em pássaros permaneceu sem solução até agora. “O último ancestral evolutivo comum de aves e mamíferos remonta a cerca de 315 milhões de anos, aos primeiros dias dos vertebrados terrestres”, diz o professor Onur Güntürkün, chefe do Departamento de Biopsicologia da Ruhr University Bochum. “No entanto, os padrões de sono nas aves são notavelmente semelhantes aos dos mamíferos, incluindo as fases REM e não REM”.
Para descobrir o que exatamente acontece quando os pássaros dormem, os pesquisadores usaram câmeras de vídeo infravermelho e ressonância magnética funcional (fMRI) para observar e registrar os estados de sono e vigília de 15 pombos especialmente treinados para dormir nessas condições experimentais.
As gravações de vídeo lançam luz sobre as fases do sono nas aves. “Conseguimos observar se um ou ambos os olhos estavam abertos ou fechados e rastrear os movimentos dos olhos e as mudanças no tamanho da pupila através das pálpebras transparentes dos pombos durante o sono”, explica Mehdi Behroozi, da equipe de Bochum. Simultaneamente, as gravações de fMRI forneceram informações sobre a ativação cerebral e o fluxo de líquido cefalorraquidiano nos ventrículos.
sonhos de voar
“Durante o sono REM, observamos forte atividade nas regiões cerebrais responsáveis pelo processamento visual, inclusive naquelas áreas que analisam o movimento dos arredores de um pombo durante o vôo”, diz Mehdi Behroozi. A equipe também notou atividade nas áreas que processam os sinais do corpo, especialmente nas asas. “Com base nessas observações, pensamos que os pássaros, assim como os humanos, sonham durante o sono REM e podem estar voando em seus sonhos”, acrescenta Mehdi Behroozi.
Além disso, os cientistas notaram a ativação de uma área específica do cérebro conhecida como amígdala durante essas fases. “Isso sugere que, se os pássaros experimentam algo semelhante aos nossos sonhos humanos, os sonhos dos pombos também podem incluir emoções”, diz Gianina Ungurean, do Avian Sleep Group do Instituto Max Planck de Inteligência Biológica. Essa hipótese é apoiada pelo fato de que as pupilas das aves se contraem rapidamente durante o sono REM, como durante o namoro ou comportamentos agressivos durante a vigília, como demonstrado recentemente por Gianina Ungurean e colegas.
Lavando a poeira do dia
Como em humanos, o fluxo de líquido cefalorraquidiano através dos ventrículos aumenta durante o sono não REM em pombos. No entanto, a equipe descobriu pela primeira vez, em qualquer animal, que o fluxo diminuía drasticamente durante o sono REM. “Achamos que o fluxo aumentado de sangue no cérebro durante o sono REM, que suporta a atividade cerebral elevada, pode impedir que o líquido cefalorraquidiano se mova dos ventrículos para o cérebro”, explica Niels Rattenborg, chefe do Avian Sleep Group. “Isso sugere que o sono REM e suas funções podem prejudicar a remoção de resíduos do cérebro”.
No entanto, os cientistas também consideram a possibilidade de que o sono REM contribua para a remoção de resíduos de maneiras inesperadas. “No início do sono REM, o influxo de sangue aumenta o diâmetro do vaso. Isso pode forçar o líquido cefalorraquidiano que entrou no espaço durante o sono não REM a fluir para o tecido cerebral e aumentar o fluxo de saída de fluidos que transportam produtos residuais”, diz Gianina Ungurean.
Os pesquisadores especulam que o processo de limpeza do cérebro durante o sono pode ser especialmente crucial para as aves. Como seus cérebros têm uma densidade maior de neurônios em comparação com os mamíferos, a remoção de resíduos pode exigir ciclos de descarga mais eficientes ou mais frequentes. Como os pássaros experimentam fases REM mais curtas durante o sono do que os mamíferos, o fluxo frequente de sangue associado pode ajudar a manter seus cérebros densamente embalados livres de resíduos nocivos.
Conte-nos sobre seus sonhos!
No futuro, a equipe planeja explorar o papel potencial do sono REM na remoção de resíduos. Além disso, eles estão pensando em maneiras de aprender sobre o conteúdo do sonho de um pombo. “Esperamos treinar os pássaros para relatar se e o que acabaram de ver ao acordar do sono REM. Isso seria um passo essencial para determinar se eles sonham”, explica Gianina Ungurean. Mas mesmo sem uma análise detalhada dos sonhos, as novas descobertas já nos ajudam a entender melhor o papel do sono, tanto nas aves quanto nos humanos. Eles destacam a importância do sono na manutenção de um cérebro saudável e na prevenção do declínio cognitivo – e também sugerem que os sonhos têm uma história muito longa.
O estudo foi conduzido pela equipe de Biopsicologia de Bochum, bem como por pesquisadores do Instituto Max Planck de Inteligência Biológica, do Instituto Max Planck de Neurobiologia do Comportamento, do Departamento de Neurofisiologia da Ruhr University Bochum e da Université Claude Bernard Lyon.
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