Quase todo mundo conhece esse sentimento. Depois de uma noite de sono insatisfatório, fica mais difícil manter o foco. Os pensamentos flutuam, as reações ficam lentas e a clareza mental desaparece quando o foco é mais necessário.
Uma nova pesquisa do Instituto de Tecnologia de Massachusetts lança luz sobre o que acontece no cérebro durante essas breves lacunas de foco. A pesquisa mostra que quando a atenção é perdida momentaneamente, o líquido cefalorraquidiano (LCR) flui para fora do cérebro, um processo que normalmente ocorre durante o sono e ajuda a eliminar os resíduos que se acumulam durante o dia. Acredita-se que esta atividade de limpeza seja importante para manter a saúde e o funcionamento normal do cérebro.
Quando alguém está privado de sono, parece que o corpo tenta compensar o descanso perdido causando um aumento repentino desse fluido durante as horas de vigília. Esta compensação, no entanto, tem uma desvantagem significativa: uma diminuição acentuada da atenção.
“Quando você está acordado, as ondas do LCR começam a interferir no estado de vigília, onde você normalmente não as veria. No entanto, elas vêm com uma compensação de atenção, onde falta atenção durante os momentos em que você sente a onda de fluxo de fluido”, diz Laura Lewis, Atinula A. Martinas Professora Associada de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação, membro do Instituto de Engenharia Médica e Ciência e Pesquisa do MIT. Laboratório de Eletrônica e Membro Associado do Instituto Pickover de Aprendizagem e Memória.
Lewis é o autor sênior do estudo publicado em Neurociência da natureza. O estudante de doutorado do MIT, Xinong Yang, é o autor principal.
Como o sono limpa o cérebro
O sono é essencial para a sobrevivência, mas os cientistas ainda não entendem completamente por que desempenha um papel tão importante. O que está claro é que o sono é necessário para manter o estado de alerta e que a perda de sono prejudica de forma confiável a atenção e outras habilidades mentais.
Uma função importante do sono é o líquido cefalorraquidiano, que envolve e amortece o cérebro. Durante o sono, o LCR ajuda a eliminar os resíduos que se acumulam durante a vigília. Num estudo de 2019, Lewis e os seus colegas descobriram que este fluido se move num padrão rítmico durante o sono, intimamente relacionado com mudanças na atividade das ondas cerebrais.
Esta descoberta anterior levantou uma nova questão: o que acontece a este sistema fluido quando o sono é perturbado? Para descobrir, os pesquisadores recrutaram 26 voluntários que foram testados duas vezes: uma vez após uma noite de privação de sono no laboratório e outra após uma boa noite de descanso.
Na manhã seguinte, os participantes completaram uma tarefa padrão usada para avaliar os efeitos da perda de sono enquanto os pesquisadores monitoravam uma ampla gama de sinais cerebrais e corporais.
Medindo a atenção e o fluxo do líquido cefalorraquidiano
Durante o experimento, cada participante usou um boné de eletroencefalograma (EEG) para monitorar a atividade cerebral enquanto estava deitado dentro de um scanner funcional de ressonância magnética (fMRI). A equipe usou uma versão especializada de fMRI que poderia rastrear os níveis de oxigênio no sangue e o movimento do LCR para dentro e para fora do cérebro. Frequência cardíaca, frequência respiratória e tamanho da pupila também foram registrados.
Os participantes completaram dois testes de atenção dentro do scanner, um visual e um auditivo. Em uma tarefa visual, observaram uma cruz fixa na tela, que periodicamente mudava para um quadrado. Eles foram instruídos a pressionar um botão sempre que ocorresse uma mudança. Na tarefa auditiva, a pista visual foi substituída por uma auditiva.
Como esperado, os participantes privados de sono tiveram um desempenho significativamente pior do que quando estavam bem descansados. Suas reações foram mais lentas e, em alguns casos, perderam completamente o sinal.
Quando ocorreram esses breves lapsos de atenção, os pesquisadores observaram diversas mudanças fisiológicas ocorrendo simultaneamente. Mais notavelmente, o LCR foi expulso do cérebro durante a queda e depois retornou assim que a atenção foi restaurada.
“Os resultados sugerem que quando a atenção é perdida, esse fluido é, na verdade, expelido do cérebro. E quando a atenção é restaurada, ele é atraído de volta”, diz Lewis.
A equipe acredita que esse padrão reflete a tentativa do cérebro de compensar a perda de sono, ativando o processo de limpeza que normalmente ocorre à noite, mesmo que interrompa temporariamente a atenção.
“Uma maneira de pensar sobre esses eventos é que seu cérebro precisa tanto de sono que está tentando fazer tudo o que pode para entrar em um estado semelhante ao do sono e restaurar algumas funções cognitivas”, diz Yang. “O sistema de fluidos do seu cérebro tenta restaurar a função, fazendo com que o cérebro alterne entre estados de alta atenção e alto fluxo”.
Um sistema cérebro-corpo que funciona em conjunto
O estudo também descobriu que o declínio da atenção está ligado a mudanças fora do próprio cérebro. Nesses momentos, a respiração e o pulso ficam mais lentos e as pupilas ficam menores. A constrição da pupila começou aproximadamente 12 segundos antes de o LCR sair do cérebro e reverteu após o retorno da atenção.
“O que é interessante é que parece que não se trata apenas de um fenómeno cerebral, é também um evento que envolve todo o corpo. Mostra uma estreita coordenação destes sistemas, onde quando a nossa atenção não está a funcionar, podemos senti-la perceptiva e psicologicamente, mas também reflecte um evento que está a acontecer em todo o cérebro e corpo”, diz Lewis.
Essas descobertas indicam que um único sistema de controle pode coordenar a atenção e as funções corporais básicas, como fluxo de fluidos, frequência cardíaca e estado de alerta.
“Esses resultados nos mostram que existe um único circuito que governa tanto o que consideramos funções cerebrais de alto nível – nossa atenção, nossa capacidade de perceber e responder ao mundo – quanto processos fisiológicos básicos e fundamentais, como dinâmica de fluidos no cérebro, fluxo sanguíneo em todo o cérebro e constrição dos vasos sanguíneos”, diz Lewis.
Embora os investigadores não tenham identificado um mecanismo específico, apontam o sistema noradrenérgico como um forte candidato. Este sistema, que utiliza o neurotransmissor noradrenalina para regular as funções cognitivas e corporais, é conhecido por flutuar durante o sono normal.
A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, uma bolsa de pós-graduação em ciência e engenharia de defesa nacional, uma bolsa NAWA, um prêmio McKnight Scholar, uma bolsa Sloan, um prêmio Pew Biomedical Scholar, um prêmio One Mind Rising Star e a colaboração Simons sobre plasticidade no envelhecimento do cérebro.
