Um único centro de controle para dormir e acordar no cérebro

12 de junho de 2018

pela Universidade de Berna

Crédito: Projecto Cérebro Humano

Até agora, pensava-se que eram necessárias múltiplas áreas cerebrais para controlar o sono e a vigília. Neurocientistas de Berna agora identificaram um único centro de controle para o ciclo sono-vigília no cérebro. Os resultados são de grande importância para encontrar novas terapias do sono.

Todas as noites passamos várias horas a dormir e todas as manhãs despertamos para irmos em direcção às nossas vidas. Como os circuitos cerebrais controlam este ciclo sono-vigília permanece um mistério. Nosso sono é dividido em duas fases, o sono NREM (non-rapid eye movement), e o sono REM (ou paradoxal), durante o qual a maior parte dos nossos sonhos ocorre. Importantes circuitos cerebrais foram identificados usando evidências experimentais e clínicas, mas os mecanismos precisos subjacentes, tais como o início, manutenção e término do sono e do sonho, não são bem compreendidos.

Quando adormecemos, o eletroencefalograma (EEG) revela que nosso cérebro gera oscilações rítmicas chamadas “ondas lentas”. Estas ondas são importantes para nos manter adormecidos e para a recuperação após um dia inteiro de atividade física e mental. Hipóteses comuns sustentam que estas ondas lentas são produzidas no córtex cerebral, a parte superior do cérebro logo abaixo da superfície do crânio. Em contraste, pensou-se que a vigília surgiu da atividade dos “centros de vigília” localizados na parte inferior do cérebro, incluindo o tronco cerebral que ativa diretamente o neocórtex, que é a parte do cérebro dos mamíferos envolvida nas funções cerebrais de ordem superior, tais como percepção sensorial, cognição e geração de comandos motores.

Num novo e importante estudo, neurocientistas do Departamento de Pesquisa Bio-médica (DBMR) da Universidade de Berna e do Departamento de Neurologia do Inselspital, Hospital Universitário de Berna, descobriram que os neurônios no tálamo, um centro central do cérebro, controlam o sono, assim como a vigília. O tálamo está conectado a quase todas as outras áreas do cérebro e suporta importantes funções cerebrais, incluindo atenção, percepção sensorial, cognição e consciência.

Switching sleep on and off

Os pesquisadores liderados pelo Prof. Dr. Antoine Adamantidis descobriram que uma pequena população desses neurônios talâmicos tem um controle duplo sobre o sono e a vigília, gerando ondas lentas do sono, mas também acordando do sono, dependendo de sua atividade elétrica. O grupo de pesquisa usou uma técnica chamada optogenética, com a qual eles usaram pulsos de luz para controlar precisamente a atividade dos neurônios talâmicos de ratos. Quando ativavam os neurônios talâmicos com estímulos regulares de longa duração, os animais acordavam, mas se os ativavam de forma lenta e ritmada, os ratos tinham um sono mais profundo e repousante.

Esta é a primeira vez que se verifica que uma área do cérebro tem funções promotoras do sono e do despertar. “Curiosamente, também fomos capazes de mostrar que a supressão da atividade talâmica neuronal prejudicou a recuperação da perda do sono, sugerindo que esses neurônios são essenciais para um sono descansado após um longo período de vigília”, diz o Dr. Thomas Gent, autor principal do estudo. Isto mostra que o tálamo é um jogador-chave tanto no sono como no despertar. O estudo foi publicado agora na revista Nature Neuroscience.

Breakthrough for sleep medicine

Os resultados deste estudo são particularmente importantes num mundo moderno, onde a população ativa dorme cerca de 20% menos do que há 50 anos e sofre de distúrbios crônicos do sono. As pessoas trabalham frequentemente horas irregulares e raramente recuperam o sono perdido. O sono deficiente está cada vez mais ligado a uma multiplicidade de doenças psiquiátricas e enfraquece o sistema imunitário. “Acreditamos que descobrir os mecanismos de controle dos neurônios talâmicos durante o sono e o despertar será a chave para encontrar novas terapias do sono em uma sociedade cada vez mais desprovida de sono”, diz o Prof. Antoine Adamantidis.

Mais informações: Thomas C. Gent et al. Thalamic dual control of sleep and wakefulness, Nature Neuroscience (2018). DOI: 10.1038/s41593-018-0164-7

Informação do diário: Neurociência da Natureza

Fornecido pela Universidade de Berna

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