Estudo mostra como nosso cérebro retoma experiências recentes durante o sono
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7 de maio de 2020 @ 14:09
"Sleeping Girl" óleo sob tela, feito aproximadamente em 1620. Ilustração por Domenico Fetti
Enquanto dormimos, nosso cérebro está ocupado organizando novas memórias em armazenamento de longo prazo — ou pelo menos é o que diz a teoria sobre o assunto. Novas pesquisas intrigantes reforçam essa afirmação, com evidências de que nosso cérebros reproduzem as experiências do dia durante o sono, no que é parte integrante do processo de armazenamento de memória.
Em nosso cérebros, a conversão de memórias de curto prazo em memórias de longo prazo acontece enquanto dormimos, inclusive durante pequenos cochilos. Os neurocientistas se referem a esse processo como "consolidação da memória" e tem sido objeto de muitos estudos, tanto em humanos quanto em animais, há décadas.
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Há muitas partes móveis nesse processo hipotético, mas as duas principais áreas cerebrais envolvidas são o hipocampo e o neocórtex. O hipocampo é responsável pelo aprendizado e pela memória, e é uma parte superplástica do cérebro, pois suas forças sinápticas podem mudar rapidamente. O neocórtex, por outro lado, é muito menos flexível, tornando-o um local confiável para armazenar memórias de longo prazo.
De forma simplificada, a consolidação da memória é um processo no qual o hipocampo entrega memórias recém-formadas ao neocórtex de aprendizado mais lento, que é menos suscetível à perda de informações, por assim dizer.
"Isso é feito ao fortalecer rapidamente as conexões nos caminhos através do hipocampo que interconectam essas áreas neocortais", disse Beata Jarosiewicz, pesquisadora sênior do NeuroPace e coautora do novo estudo, ao Gizmodo. "Mais tarde, o hipocampo pode então reativar os neurônios neocorticais envolvidos no processamento de todos os componentes desses eventos originais […] e sua reativação é experimentada como uma memória".
Durante o sono ou o repouso, acredita-se que a ativação repetida ou "reprodução offline" de experiências recentes consolide essas memórias. Em outras palavras, "para fortalecê-los e incoporá-los gradualmente sinergicamente à nossa base de conhecimento existente no neocórtex, sem interromper as informações que já estão lá", disse Jarosiewicz, que já havia trabalhado na iniciativa de pesquisa BrainGate.
O novo artigo, publicado nesta terça-feira (5) no Cell Reports, contribui para essa discussão apresentando evidências de repetição offline no cérebro humano durante o sono, em uma descoberta que reforça a hipótese de consolidação de memória padrão. Esse processo já foi documentado em animais não humanos, mas o novo estudo é o primeiro a mostrá-lo no cérebro humano.
"A repetição da memória foi amplamente descrita em animais não humanos", disse Jarosiewicz, com neurocientistas capazes de rastrear a atividade cerebral até em neurônios individuais.
Nos seres humanos, evidências indiretas disso foram vistas usando ferramentas não invasivas, como EEGs (eletroencefalograma) e fMRIs (imagem por ressonância magnética funcional), disse ela, mas as "tecnologias de gravação nesses estudos não tinham resolução espacial para testar diretamente a reprodução no nível dos padrões de taxa de disparo neural, como fizemos aqui".
Para o novo estudo, dois participantes com quadriplegia tiveram microeletrodos intracorticais implantados em seu córtex motor, a parte do cérebro responsável pelo movimento. Isso foi feito como parte de um ensaio clínico piloto do BrainGate, no qual cursos de computador, membros protéticos robóticos e outros dispositivos auxiliares podem ser controlados pelos pensamentos de uma pessoa.
O BrainGate é uma iniciativa de pesquisa acadêmica envolvendo a Universidade Brown, o Hospital Geral de Massachussetts, a Universidade Case Western Reserve, Universidade Stanford e o Centro Médico Providence VA.
Estudo sugere que durante período de descanso serve para cérebro consolidar o que foi aprendido. Ilustração por J. Eichenlaub et al., 2020
Ambos participantes foram convidados a jogar um game de memória parecido com Simon (no Brasil, esse jogo se chama Genius). Basicamente, o game envolve quatro painéis coloridos, que acendem as luzes em um padrão cada vez mais complexo e que os participantes devem memorizar em tempo real.
Mas, em vez de imitar esses padrões com os dedos, os participantes conseguiram fazê-lo com um cursos controlado pela mente, graças a um implante. Os participantes realizaram muitas repetições de uma sequência padrão. A sequência padrão foi intercalada com sequências externas, que serviram como controle e apareceram apenas duas vezes cada. Os pesquisadores monitoraram os padrões neurais dos dois participantes enquanto jogavam o jogo da memória.
Jogo de memória Genius, da Estrela; nos EUA é chamado Simon
Após uma sessão de jogo, os participantes foram convidados a tirar uma soneca ou simplesmente descansar. Esse padrão de sono e jogo foi repetido várias vezes, e os pesquisadores registraram atividade de pico em seus agrupamentos neuronais ao longo do experimento.
A análise dos dados mostrou que os padrões específicos de disparo neuronal vistos durante as sessões de jogo correspondiam aos padrões durante o sono e o repouso acordado. De certa forma, era como se os participantes estivessem inconscientemente jogando o game. Os padrões de atividade cerebral registrados durante o repouso foram mais próximos dos observados durante a execução da sequência de cores aprendida em comparação com as sequências de controle externas.
Os pesquisadores dizem que esta é a primeira evidência direta de repetição associada à aprendizagem no cérebro humano. Mas ainda resta muito trabalho, pois este estudo não apresenta evidências mostrando uma relação causal entre reprodução offline e consolidação de memória de longo prazo.
"Uma coisa que este estudo não abordou é o grau em que a força da reprodução se relaciona com a força da aprendizagem", disse Jarosiewicz ao Gizmodo. "Estudos futuros poderiam sondar ainda mais essa relação, por exemplo, testando novamente os participantes nas sequências repetidas novamente após a soneca pós-jogo. Também gostaríamos de ver como a reprodução evolui por períodos mais longos e diferentes estágios do sono, incluindo o sono noturno, e talvez até explorar como a reprodução pode estar relacionada a fenômenos como o sonho".
Curiosamente, a nova pesquisa tem implicações para estudantes ou qualquer outra pessoa que esteja se preparando para uma atividade relacionada à memória. Não é recomendável estudar loucamente antes de um exame, apresentação ou entrevista, se esta interpretação estiver correta. Em vez disso, durma bem e consolide essas memórias recém-adquiridas.