Quase todo mundo conhece essa sensação. Depois de uma noite mal dormida, é mais difícil se concentrar. Seus pensamentos vagueiam, seus tempos de reação ficam mais lentos e sua clareza mental diminui, especialmente quando você precisa estar mais alerta. Uma nova pesquisa do MIT lança luz sobre o que acontece no cérebro durante esses breves lapsos de concentração. O estudo mostra que, durante uma perda temporária de concentração, o líquido cefalorraquidiano (LCR) é drenado do cérebro, um processo que normalmente ocorre durante o sono e ajuda a remover os resíduos acumulados durante o dia. Essa atividade de limpeza é considerada importante para a saúde e a função do cérebro.

O corpo tenta compensar o sono perdido

A privação do sono refere-se a uma condição em que o corpo e o cérebro não dormem o suficiente em um período de tempo mais longo ou mais curto para se recuperar totalmente e funcionar normalmente. Ela pode ocorrer quando a quantidade de sono está regularmente abaixo das necessidades do indivíduo ou quando a qualidade do sono é reduzida, por exemplo, devido a despertares frequentes ou sono não restaurador. É feita uma distinção entre a privação aguda do sono, que ocorre após noites individuais com muito pouco sono, e a privação crônica do sono, que se estende por semanas ou meses.

Quando alguém sofre de privação de sono, o corpo parece tentar compensar a perda de sono acionando esses movimentos fluidos durante a fase de vigília. No entanto, essa compensação tem uma desvantagem significativa: atenção bastante reduzida. “Quando você não está dormindo, as ondas do LCR invadem a fase de vigília, onde normalmente não as veríamos. No entanto, elas são acompanhadas por uma perda de atenção, pois a atenção diminui durante os momentos em que essa onda fluida ocorre”, diz Laura Lewis, professora associada de engenharia elétrica e ciência da computação de Athinoula A. Martinos, membro do Instituto de Engenharia e Ciência Médica do MIT e do Laboratório de Pesquisa de Eletrônica, e membro associado do Picower Institute for Learning and Memory. Lewis é o autor sênior do estudo, que foi publicado na Nature Neuroscience. Zinong Yang, bolsista de pós-doutorado do MIT, 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 ele desempenha um papel tão crucial. O que está claro é que o sono é necessário para se manter alerta e que a privação do sono tem demonstrado prejudicar a atenção e outras habilidades mentais. Em um nível físico, o sono serve para regenerar: as células e os tecidos são reparados, os hormônios do crescimento são liberados e o sistema imunológico é fortalecido. O sono também desempenha um papel central na regulação dos hormônios e do metabolismo, como o controle da fome, do açúcar no sangue e do equilíbrio energético.

Uma função importante do sono envolve o fluido cerebrospinal que envolve e amortece o cérebro. Durante o sono, o líquido cefalorraquidiano ajuda a eliminar os resíduos que se acumulam durante as horas de vigília. Em um estudo de 2019, Lewis e seus colegas descobriram que esse fluido se move em um padrão rítmico durante o sono que está intimamente relacionado às mudanças na atividade das ondas cerebrais.

Essa descoberta anterior levantou uma nova questão: O que acontece com esse sistema de fluidos quando o sono é interrompido? Para descobrir isso, os pesquisadores recrutaram 26 voluntários que realizaram testes duas vezes, uma após uma noite de privação de sono no laboratório e outra após uma noite de descanso adequado. Na manhã seguinte, os participantes realizaram uma tarefa padrão criada para avaliar os efeitos da privação de sono, enquanto os pesquisadores monitoravam uma variedade de sinais cerebrais e corporais.

Medição da atenção e do fluxo de fluidos no cérebro

Durante o experimento, cada participante usou uma touca de eletroencefalograma (EEG) para monitorar a atividade cerebral enquanto estava deitado em um scanner de ressonância magnética funcional (fMRI). A equipe usou uma versão especial de fMRI que podia rastrear os níveis de oxigênio no sangue e o movimento do líquido cefalorraquidiano (LCR) para dentro e para fora do cérebro. A frequência cardíaca, a frequência respiratória e o tamanho da pupila também foram registrados.

Os participantes realizaram dois testes de atenção no scanner, um visual e outro auditivo. Na tarefa visual, eles observaram uma cruz fixa em uma tela que ocasionalmente se transformava em um quadrado. Eles foram instruídos a pressionar um botão sempre que ocorresse uma mudança. Na tarefa auditiva, o sinal visual foi substituído por um som. Como esperado, os participantes com privação de sono tiveram um desempenho significativamente pior do que aqueles que estavam bem descansados. Suas respostas foram mais lentas e, em alguns casos, eles não perceberam o sinal.

Quando ocorreram esses breves lapsos de atenção, os pesquisadores observaram várias alterações fisiológicas que ocorreram simultaneamente. Em especial, o fluido cerebrospinal saiu do cérebro durante o lapso e voltou a fluir assim que a atenção retornou. “Os resultados sugerem que, no momento em que a atenção é perdida, esse fluido é de fato expelido do cérebro. E quando a atenção retorna, ele é atraído de volta”, diz Lewis.

A equipe acredita que esse padrão reflete a tentativa do cérebro de compensar a privação de sono ativando um processo de limpeza que normalmente ocorre à noite, mesmo que isso interrompa temporariamente a atenção. “Uma maneira de explicar esses eventos é que o cérebro precisa tanto do sono que faz o possível para entrar em um estado semelhante ao sono para restaurar algumas funções cognitivas“, diz Yang. “O sistema de fluidos do cérebro tenta restaurar a função fazendo com que o cérebro alterne entre estados de alta vigilância e alto fluxo.”

Um sistema colaborativo do cérebro e do corpo

O estudo também descobriu que os lapsos de atenção estão relacionados a mudanças fora do próprio cérebro. Durante esses momentos, a respiração e a frequência cardíaca diminuem e as pupilas se contraem. A constrição da pupila começou cerca de 12 segundos antes de o fluido cerebrospinal ser drenado do cérebro e reverteu após o retorno da atenção. “É interessante notar que esse parece não ser apenas um fenômeno no cérebro, mas um processo que afeta o corpo inteiro. Isso sugere que esses sistemas estão intimamente coordenados. Quando a atenção diminui, você sente isso de forma perceptiva e psicológica, mas também reflete um processo que ocorre em todo o cérebro e no corpo”, diz Lewis.

Essas descobertas sugerem que um único sistema de controle pode coordenar tanto a atenção quanto as funções corporais básicas, como o fluxo de fluidos, a frequência cardíaca e o estado de alerta. “Essas descobertas sugerem que existe um circuito unificado que controla tanto as funções cerebrais que consideramos altamente sofisticadas – nossa atenção, nossa capacidade de perceber e reagir ao mundo – quanto os processos fisiológicos muito básicos, como a dinâmica dos fluidos cerebrais, o fluxo sanguíneo em todo o cérebro e a constrição dos vasos sanguíneos”, diz Lewis. Embora os pesquisadores não tenham conseguido identificar o circuito específico envolvido, eles apontam o sistema noradrenérgico como um forte candidato. Esse sistema, que usa o neurotransmissor norepinefrina para regular a cognição e as funções corporais, é conhecido por flutuar durante o sono normal.