Uma região do cérebro ensina a outra durante o sono

Consolidação do aprendizado em uma noite de sono, conforme revelado pela rede neural.
[Imagem: Dhairyya Singh et al. - 10.1073/pnas.2123432119]

Sono e memória

Diversos experimentos têm demonstrado que os estágios do sono desempenham um papel importante na formação e na consolidação das nossas memórias - nós podemos até mesmo aprender coisas básicas dormindo.

Mas como exatamente isso se dá ainda é um enigma que a ciência está tentando desvendar.

"Sabemos há muito tempo que o aprendizado útil acontece durante o sono," explica a neurocientista Anna Schapiro, da Universidade da Pensilvânia (EUA). "Você codifica novas experiências enquanto está acordado, vai dormir e, quando acorda, sua memória de alguma forma foi transformada."

Mas exatamente como as novas experiências são processadas durante o sono permanece um mistério.

Para tentar desvendá-lo, a equipe criou um modelo computacional de rede neural, uma versão virtual do que se acredita estar acontecendo nos neurônios e nas redes que congregam esses neurônios cerebrais.

A rede neural foi construída para simular justamente as funções de aprendizado e de memória. Ela é composta por um hipocampo, o centro do cérebro para novas memórias, encarregado de aprender as informações episódicas do dia-a-dia, e por um neocórtex, responsável por questões de nível superior, como linguagem, cognição e armazenamento de memórias permanentes.

Memórias transitórias viram permanentes

A simulação em computador permitiu que os pesquisadores observassem e registrassem quais neurônios disparam quando estão nessas duas áreas e, em seguida, analisassem esses padrões de atividade.

Eles descobriram que, à medida que o cérebro passa pelo sono de ondas lentas e de movimento rápido dos olhos (REM), que acontece cerca de cinco vezes por noite, o hipocampo ensina ao neocórtex o que aprendeu, transformando informações novas e fugazes em memória duradoura.

"Este não é apenas um modelo de aprendizagem em circuitos locais no cérebro. Ele mostra como uma região do cérebro pode ensinar outra região do cérebro durante o sono, um momento quando não há orientação do mundo externo," disse Schapiro. "É também uma proposta de como aprendemos graciosamente ao longo do tempo, à medida que nosso ambiente muda."

Os resultados são consistentes com outros estudos, embora aspectos do modelo ainda sejam teóricos. "Ainda precisamos testar isso," reconheceu a pesquisadora. "Um dos nossos próximos passos será realizar experimentos para entender se o sono REM está realmente trazendo à tona memórias antigas e quais implicações isso pode ter para integrar novas informações ao seu conhecimento existente."

A longo prazo, uma melhor compreensão do papel dos estágios do sono na memória pode ajudar a melhorar os tratamentos para distúrbios psiquiátricos e neurológicos, que têm os déficits de sono como um sintoma.