Porque a privação do sono perturba a memória

Um sinal cerebral crucial ligado à memória de longo prazo falha em ratos, quando estes são privados de sono, o que pode ajudar a explicar por que é que o sono deficiente, perturba a formação da memória. Mesmo uma noite de sono normal após uma noite de sono ruim, não é suficiente para corrigir o sinal cerebral.

Estes resultados sugerem, que existe uma “janela crítica para o processamento da memória”, diz Loren Frank, neurocientista da Universidade da Califórnia, em São Francisco, que não esteve envolvido no estudo. “Uma vez que você perdeu, perdeu.”

Com o tempo, essas descobertas poderão levar a tratamentos direcionados para melhorar a memória, diz o coautor do estudo Kamran Diba, neurocientista computacional da Escola de Medicina da Universidade de Michigan, em Ann Arbor.

Disparando em sincronia

Os neurônios do cérebro raramente agem sozinhos; eles são altamente interconectados e muitas vezes disparam juntos em um padrão rítmico ou repetitivo. Um desses padrões é a ondulação de ondas agudas, na qual um grande grupo de neurônios dispara com extrema sincronia, depois um segundo grande grupo de neurônios faz o mesmo e assim por diante, um após o outro, em um ritmo específico. Essas ondulações ocorrem em uma área do cérebro chamada hipocampo, que é fundamental para a formação da memória. Acredita-se que os padrões facilitem a comunicação com o neocórtex, onde as memórias de longo prazo são armazenadas posteriormente.

Uma pista para a sua função é que algumas destas ondulações são repetições aceleradas de padrões de atividade cerebral, que ocorreram durante eventos passados. Por exemplo, quando um animal visita um determinado local da sua jaula, um grupo específico de neurónios no hipocampo dispara em uníssono, criando uma representação neural desse local. Mais tarde, esses mesmos neurônios poderão participar de ondas agudas, como se estivessem reproduzindo rapidamente trechos dessa experiência.

Pesquisas anteriores descobriram que, quando essas ondulações eram perturbadas, os ratos apresentavam dificuldades em um teste de memória. E quando as ondulações foram prolongadas, o seu desempenho no mesmo teste melhorou, levando György Buzsáki, neurocientista de sistemas da NYU Langone Health em Nova Iorque, que tem pesquisado estas explosões desde a década de 1980, a chamar as ondulações de “biomarcador cognitivo” para memória e aprendizagem.

Os investigadores também notaram que as ondulações de ondas agudas tendem a ocorrer durante o sono profundo, bem como durante as horas de vigília, e que essas explosões durante o sono parecem ser particularmente importantes, para transformar o conhecimento de curto prazo, em memórias de longo prazo. Estas ligações entre as ondulações, o sono e a memória estão bem documentados, mas existem poucos estudos que manipularam diretamente o sono, para determinar como este afeta estas ondulações e, por sua vez, a memória, diz Diba.

Chamada de despertar

Para compreender como o sono deficiente afeta a memória, Diba e os seus colegas registaram a atividade do hipocampo em sete ratos, enquanto estes exploravam labirintos ao longo de várias semanas. Os pesquisadores perturbavam regularmente o sono de alguns animais e deixavam outros dormir à vontade.

Para a surpresa de Diba, os ratos que foram acordados repetidamente tiveram níveis semelhantes, ou até mais elevados, de atividade de ondas agudas, do que os roedores que dormiram normalmente. Mas o disparo das ondulações foi mais fraco e menos organizado, mostrando uma diminuição acentuada na repetição dos padrões de disparo anteriores. Depois que os animais privados de sono se recuperaram ao longo de dois dias, a recriação de padrões neurais anteriores se recuperou, mas nunca atingiu os níveis encontrados naqueles que tiveram sono normal.

Este estudo deixa claro que “as memórias continuam a ser processadas depois de vivenciadas, e que o processamento pós-experiência é muito importante”, diz Frank. Ele acrescenta que isso poderia explicar por que estudar muito antes de uma prova, ou passar a noite inteira anterior estudando, pode ser uma estratégia ineficaz.

Também ensina aos investigadores uma lição importante: o conteúdo das ondulações das ondas agudas é mais importante do que a sua quantidade, dado que os ratos que tiveram sono normal e os ratos que foram privados de sono, tiveram um número semelhante de ondulações, diz ele.

Efeitos de ondulação

Buzsáki diz que estas descobertas estão de acordo com os dados que o seu grupo publicou em março, onde concluíram que, as ondulações de ondas agudas que ocorrem enquanto um animal está acordado, podem ajudar a selecionar quais as experiências que entram na memória de longo prazo.

É possível, diz ele, que as ondulações desorganizadas e agudas dos ratos privados de sono, não lhes permitam sinalizar eficazmente experiências para a memória de longo prazo. Como resultado, os animais podem ser incapazes de reproduzir os disparos neurais dessas experiências posteriormente.

Isto significa que a interrupção do sono pode ser usada para evitar que as memórias entrem no armazenamento a longo prazo, o que pode ser útil para pessoas que passaram recentemente por algo traumático, como aquelas com perturbação de stress pós-traumático, diz Buzsáki.

Referente ao artigo publicado em Nature.

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