Não há nada de perturbador nesses sonhos: a hidra de água doce, dotada de um sistema nervoso primitivo, é um dos objetos de pesquisa favoritos do cronobiólogo japonês. Em 2021, liderando um estudo internacional sobre a origem evolutiva do sono em animais, publicado em Avanços da CiênciaTaichi Itoh provou, com vídeos de apoio, que esses pequenos pólipos revestidos de neurônios, mas desprovidos de cérebro, mostravam sinais de entrada e saída de um estado de sono, ou seja, uma letargia reversível a cada quatro horas. Experiência inédita: ele os drogou, mostrando que eram sensíveis a moléculas associadas ao sono ou à atividade em animais mais evoluídos (incluindo a melatonina, um comprimido para dormir comumente usado, Gaba, um neurotransmissor inibitório, e a dopamina, um excitante precursor da adrenalina em particular). “Então aprendemos que as hidras, mesmo sem cérebro, tinham padrões semelhantes de regulação do sono nos níveis molecular e genético. “, sublinha o investigador.
A hidra, um pólipo sem cérebro, mostra sinais de entrar e sair de um estado dormente. Crédito: JOËL BRICOUT / BIOSPHOTO
Finalmente, ele interrompeu seus ciclos de sono usando vibrações ou modificando a temperatura da água: as hidras assim perturbadas dormiram mais depois para compensar o descanso perdido. Um fenômeno de recuperação sob as cobertas bem conhecido dos humanos. Chamado de homeostase, é um dos três critérios mínimos hoje aceitos para definir o sono, com a redução drástica da atividade muscular, mas também as reações muito lentas – ou mesmo ausentes – aos estímulos externo (movimentos, ruído, luz).
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Biologia animal para entender melhor o sono humano
Não se engane, esta definição de simplicidade elegante tem menos de dez anos e reflete a incrível fertilidade da pesquisa em biologia animal, sobre vermes, águas-vivas, ratos, peixes, lagartos e até aranhas, cujos olhos se movem rapidamente no meio do sono, como os dos humanos mergulhados no sono paradoxal (corpo lento, mas olhos em movimento vívido).
Durante muito tempo, as pesquisas se concentraram em humanos, gatos, mamíferos e até pássaros, e suas medidas polissonográficas (eletroencefalogramas, eletromiogramas, etc.). A descoberta, em 2016, de que os lagartos experimentam uma forma de sono REM, além do sono de ondas lentas, primeiro forçou os conservacionistas a admitir que o sono em duas fases – que eles acreditavam estar reservado a animais de sangue quente, mamíferos e aves – remontava ao seu ancestral comum e, portanto, datava de cerca de 350 milhões de anos atrás.
Em 2019, uma nova surpresa, ainda temos que voltar no tempo para 500 milhões de anos: Philippe Mourrain, professor assistente da Universidade de Stanford (Estados Unidos), mostra de facto em Natureza que estas duas fases também existem no peixe-zebra. Com sua equipe, ele modificou geneticamente Danio Rerio para que seus neurônios emitam fluorescência verde, “que tornou possível observar seu cérebro não mais na superfície e de forma fragmentada, mas em sua totalidade com uma resolução no nível celular “. E para diferenciar dois estágios de atividade cerebral, um próximo ao sono de ondas lentas, outro ao sono paradoxal, mesmo que os peixes não movessem os olhos.
“Agora temos fortes evidências de que os animais adquiriram a necessidade de dormir antes mesmo de adquirirem um cérebro “, estima Taichi Itoh, talvez há mais de 600 milhões de anos. Isso é tão surpreendente? Até as bactérias, os primeiros organismos unicelulares que surgiram há 3,5 bilhões de anos, descansam e às vezes param de bater os cílios, embora essa recuperação não atenda aos critérios para o que chamamos de sono.
Por que é tão importante compreender a origem do sono? “Quando os cientistas aprendem mais sobre a sua evolução, isto também lhes permite saber mais sobre a função deste estado biológico fundamental, resume Philippe Mourrain. Esse conhecimento ajuda os pesquisadores médicos a compreender melhor os distúrbios dessa condição para que possam ser tratados de forma mais eficaz. “, explica o cientista especializado no estudo das alterações sinápticas durante distúrbios patológicos (síndrome do X frágil e autismo) e distúrbios neurodegenerativos (doenças de Alzheimer e Parkinson), bem como durante o envelhecimento normal em ratos e peixes-zebra. “Como os distúrbios do sono precedem os sintomas no neurodesenvolvimento e nos distúrbios neurodegenerativos, aliviá-los pode retardar e reduzir os sintomas, melhorando a vida e o bem-estar dos pacientes sob seus cuidados “, acrescenta.
Todas as descobertas indicam que o sono é uma função vital profundamente enraizada na história evolutiva dos seres vivos. Essencial, foi preservado durante a evolução, por razões de regulação energética e recuperação fisiológica. “Dormir não é apenas uma função neuronal, mas uma necessidade a nível celular, insiste Philippe Mourrain. Participa de tudo o que é fisiológico, termorregulador, bioquímico, enfim, de todo o maquinário do corpo. “
Nas horas após adormecer, durante o sono de ondas lentas, há maior secreção do hormônio do crescimento. Quanto ao cérebro adormecido, ele não está desligado, ele classifica informações, faz sínteses, distribui memórias que permanecerão no córtex.
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Implicações concretas para a neurociência humana
“Se o sono e os estados de sonho são anteriores ao cérebro, as suas funções – por exemplo, classificar as nossas memórias, limpar certos resíduos metabólicos, consolidar a memória – podem ser muito mais primitivas e fundamentais do que se pensava anteriormente, acrescentou Taichi Itoh. Esta nova abordagem tem implicações concretas para a neurociência e a saúde humanas: por exemplo, distúrbios do sono (como distúrbios comportamentais do sono REM, insónia, consolidação da memória prejudicada) podem refletir perturbações em mecanismos profundamente conservados, e não apenas em circuitos neurais superiores. “
Estudos em animais sem cérebro têm um papel crucial a desempenhar. Com sua equipe, Taichi Itoh descobriu que “a falta de quiescência no pequeno pólipo levou a alterações na expressão de 212 genes, incluindo um relacionado ao PRKG, uma proteína envolvida na regulação do sono em uma ampla gama de animais, incluindo camundongos, moscas-das-frutas e nematóides, independentemente das estruturas cerebrais superiores “. Ele agora espera que sua hidra revele novos alvos ou caminhos moleculares.
Privação voluntária de sono, um fenômeno antigo
As telas estão fazendo com que os humanos do século 21 se privem de uma hora de sono em comparação com as gerações anteriores, segundo o neurologista Marc Rey, presidente do Instituto Nacional do Sono e Vigilância. Mas esta privação consciente e voluntária já existia de outras formas na pré-história, entre os nossos antepassados Homo caçadores-coletores que viviam sob o jugo dos ritmos circadianos; nossos ancestrais só dormiam com um olho aberto quando seus filhos nasceram.
Desde a época grega, histórias mostram que durante vigílias, cercos ou guerras, eram organizadas visitas noturnas de guarda, sendo planejada a recuperação dos soldados, mas sacrificada no caso de um avanço inimigo ou de um avanço a ser feito. Séculos mais tarde, os estudantes de medicina, em particular, começaram a usar medicamentos que privavam o sono ou melhoravam a memória durante as aulas, o que os ajudava a preparar-se para as horas de trabalho infernais. Finalmente, o que dos nossos adolescentes contemporâneos colados às redes sociais? O efeito na sua saúde mental e moral ainda não foi avaliado.