Quase todo mundo conhece esse sentimento. Depois de uma noite de sono insatisfatório, fica ainda mais difícil se concentrar. Quando a concentração é mais necessária, os pensamentos podem divagar, as reações podem ser lentas e a clareza mental pode diminuir.
Uma nova pesquisa do MIT esclarece o que acontece dentro do cérebro durante esses breves lapsos de atenção. A pesquisa mostra que quando a atenção é temporariamente distraída, o líquido cefalorraquidiano (LCR) é drenado do cérebro, um processo que normalmente ocorre durante o sono e ajuda a remover resíduos que se acumulam ao longo do dia. Acredita-se que esta atividade de limpeza seja importante para manter o cérebro saudável e funcionando adequadamente.
Quando uma pessoa está privada de sono, o corpo parece desencadear essa explosão de movimento fluido enquanto está acordado, na tentativa de compensar o descanso perdido. No entanto, esta compensação tem uma desvantagem significativa: uma queda acentuada na atenção.
“Se você não dorme, as ondas do líquido cefalorraquidiano começam a interferir no estado de vigília que você normalmente não vê. No entanto, elas vêm com uma compensação na atenção, que desaparece quando você tem esse fluido fluindo, “disse Laura Lewis, professora associada de engenharia elétrica e ciência da computação, membro do Instituto de Engenharia Médica e Ciência do MIT e do Laboratório de Pesquisa de Eletrônica, e membro associado do Instituto Picower de Aprendizagem e Memória.
Lewis é o autor sênior do estudo, publicado em Neurociência da Natureza. Zinong Yang, associado de pós-doutorado no MIT, é o primeiro autor.
Como o sono limpa o cérebro
O sono é essencial para a sobrevivência, mas os cientistas ainda não compreendem completamente porque é que desempenha um papel tão crítico. É óbvio que dormir é necessário para permanecer alerta, e a privação do sono prejudica a concentração e outras habilidades mentais.
Uma função importante do sono envolve o líquido cefalorraquidiano, que envolve e amortece o cérebro. Durante o sono, o líquido cefalorraquidiano ajuda a remover resíduos que se acumulam durante a vigília. Num estudo de 2019, Lewis e os seus colegas descobriram que este fluido se move de forma rítmica enquanto as pessoas dormem, correlacionando-se estreitamente com mudanças na atividade das ondas cerebrais.
Esta descoberta inicial levanta uma nova questão: o que acontece a este sistema fluido quando o sono é perturbado? Para descobrir, os investigadores recrutaram 26 voluntários que completaram o teste duas vezes, uma vez após uma noite de privação de sono no laboratório e novamente após um descanso adequado.
Na manhã seguinte, os participantes completaram uma tarefa padrão usada para avaliar os efeitos da privação de sono, enquanto os pesquisadores monitoravam uma ampla gama de sinais cerebrais e corporais.
Medindo a atenção e o fluxo de fluido cerebral
Durante o experimento, cada participante usou um boné de eletroencefalografia (EEG) e ficou dentro de um scanner funcional de ressonância magnética (fMRI) para monitorar a atividade cerebral. A equipe usou uma versão especial de fMRI que pode rastrear os níveis de oxigênio no sangue e o movimento do líquido cefalorraquidiano 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, um visual e outro auditivo, dentro do scanner. Durante a tarefa visual, eles viram uma cruz fixa na tela que ocasionalmente se transformava em um quadrado. Eles foram instruídos a pressionar um botão quando ocorresse uma mudança. Na tarefa auditiva, as pistas visuais foram substituídas por sons.
Como esperado, os participantes que estavam privados de sono tiveram um desempenho significativamente pior do que aqueles que estavam bem descansados. Suas reações são mais lentas e em alguns casos eles não conseguem perceber totalmente o sinal.
Quando ocorreram esses breves lapsos de atenção, os pesquisadores observaram múltiplas mudanças fisiológicas ocorrendo simultaneamente. Mais notavelmente, o líquido cefalorraquidiano sai do cérebro durante os períodos de ausência e depois flui de volta para o cérebro quando a atenção é restaurada.
“Acontece que quando a atenção é perdida, esse fluido é bombeado para fora do cérebro. E quando a atenção é restaurada, ele é puxado de volta”, disse Lewis.
A equipe acredita que esse padrão reflete a tentativa do cérebro de compensar a perda de sono, ativando processos de limpeza que normalmente ocorrem à noite, embora isso interrompa temporariamente a concentração.
“Uma maneira de pensar sobre esses eventos é que, como seu cérebro precisa tanto de sono, ele tenta ao máximo entrar em um estado semelhante ao do sono para restaurar algumas funções cognitivas”, disse Yang. “O sistema de fluidos do seu cérebro está tentando restaurar a função, empurrando o cérebro para iterar entre estados de alta atenção e alto fluxo.”
Os sistemas cerebral e corporal trabalham juntos
A pesquisa também mostra que a desatenção está ligada a mudanças que vão além do próprio cérebro. Durante esses momentos, a respiração e a frequência cardíaca diminuem e as pupilas ficam menores. A constrição da pupila começa aproximadamente 12 segundos antes do líquido cefalorraquidiano sair do cérebro e reverte quando a atenção é restaurada.
“Curiosamente, este parece ser um fenómeno não apenas no cérebro, mas também um evento que abrange todo o corpo. Isto sugere que existe uma coordenação estreita entre estes sistemas, e quando estamos distraídos, podemos senti-lo perceptivamente e psicologicamente, mas também reflecte eventos que acontecem em todo o cérebro e corpo”, disse Lewis.
Essas descobertas sugerem que um único sistema de controle coordena a atenção e as funções básicas do corpo, como fluxo de fluidos, frequência cardíaca e estado de alerta.
“Esses resultados nos mostram que existe um circuito unificado que controla tanto o que consideramos funções cerebrais de alto nível – nossa atenção, nossa capacidade de perceber e responder ao mundo – quanto processos fisiológicos realmente fundamentais, como dinâmica de fluidos no cérebro, fluxo sanguíneo em todo o cérebro e vasoconstrição”, disse Lewis.
Embora os investigadores não tenham identificado os circuitos específicos envolvidos, apontaram o sistema noradrenérgico como um forte candidato. Este sistema usa o neurotransmissor norepinefrina para regular as funções cognitivas e físicas e é conhecido por flutuar durante o sono normal.
Esta pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, uma bolsa de pesquisa de pós-graduação em ciências de defesa e engenharia, uma bolsa NAWA, um prêmio McKnight Scholar, uma bolsa Sloan, um prêmio Pew Biomedical Scholar, um prêmio One Mind Rising Star e o Simmons Collaborative on Brain Plasticity in Aging.
