Sono - um dia da vida do cérebro

O que acontece na nossa cabeça quando nos despertamos, abrimos os nossos olhos e percebemos aqui e agora? E quando café da manhã, ande com um cão e logo vá trabalhar? Que processos se ativam no nosso cérebro, quando, cansado, voltamos para casa, onde um problema não resolvido nos espera?

Um som de piercing enche a sua caveira. O véu nebuloso que o isola do mundo exterior evapora-se como o sinal fica cada vez mais intruso. Atrapalhando-se na fonte escura de barulho, finalmente restaura o silêncio. Mas o dispositivo do diabo já fez o seu emprego: é acordado. Contudo, ainda não se imerge na realidade circundante. Os olhos ainda se fecham, sente que as imagens lentamente aumentam na consciência...

Neuroscientists sabiam muito tempo que a inconsciência do sono tem gradações. De fato, na noite anterior, passou aproximadamente cinco ciclos do sono, repetidamente aproximando os níveis superficiais e mais profundos. Durante os cinco ou dez primeiros minutos, quando a realidade somente começa a "flutuar" de você, ainda foi relativamente vigilante. Se alguém tentou despertá-lo, poderia até dizer que não dorme de modo nenhum. Isto é a primeira etapa, o começo do ciclo e o começo da sua imersão no inconsciente.

Às vezes durante este período experimenta sensações estranhas e extremamente brilhantes, como se caia ou ouça alguém diga o seu nome. Às vezes o corpo parece furar um grampo - este fenômeno conhece-se como o "myoclonic reflexo": os músculos involuntariamente contratam-se, aparentemente completamente sem uma causa. Durante a primeira etapa, se mandou anexar eletrodos à sua cabeça, um eletroencefalograma (EEG) registraria um modelo característico de ondas cerebrais pequenas e rápidas (theta ondas).

Então, como descansa, durante vinte minutos seguintes, o cérebro começa a gerar assinaturas de onda elétricas complexas adicionais (oito para quinze ciclos por segundo). Isto é a segunda etapa. Então as reduções de temperatura do corpo, o pulso diminui a marcha. Está neste ponto que vai de um sono superficial a um profundo - isto é a terceira etapa. O perfil de ondas cerebrais no EEG diminui a marcha até mais, as faixas de frequência de dois para quatro ciclos por segundo. Quando estas "ondas de delta" diminuem a marcha até mais, formando-se da metade a dois ciclos por segundo, entra na fase mais profunda, quarta do sono. Depois de aproximadamente trinta minutos, o cérebro volta à terceira fase, e logo ao segundo. O que para?

Indubitavelmente, seria mais simples se a inconsciência permanecesse simplesmente um estado estável. Uma razão possível consiste em que um estado profundo, quase comatoso pode ser carregado de por muito tempo: o mundo é cheio de perigos, deve estar de prontidão. Além disso, a duração das fases do sono modifica-se durante a noite: possivelmente o cérebro ajusta às suas necessidades. No meio da noite, os quartos fins de fase quase completamente e a quinta fase depois dele fica dominante e dura quase uma hora.

A quinta fase também se chama o "sono rápido" a fase (REM), porque os seus olhos ativamente se movem abaixo de pálpebras fechadas. Entretanto, a profundidade e frequência de respirar aumentos, o EEG revela um perfil de ondas irregulares rápidas, indicativas da atividade mental aumentada, comparável com a atividade durante a vigilância. Os sonhos (que se discutirá mais detalhadamente depois) veem-se nesta fase, embora não em todas as partes do seu comprimento inteiro. Apesar da atividade mental intensa durante esta fase, os seus músculos, de outro lado, são os mais relaxados, há uma paralisia sonolenta: "o sono rápido" também se conhece como um "sonho paradoxal", porque parece estar consciente mas imobilizado. Somente lembre-se das situações que normalmente surgem em pesadelos quando tenta evitar do perigo, mas estranhamente achar-se imóvel. Esta fase repete-se quatro para cinco vezes durante a noite.

Mas como é a monitorização de sono controlada? Conhecia-se muito tempo que a regulação destes ciclos é baseada na isolação de transmissores químicos específicos, neurotransmitters. Atuando como intermediários entre dois neurônios, estas substâncias pela difusão movem-se de uma membrana de célula (presynaptic) a outro (postsynaptic) por uma fenda estreita - synapse: correm no caminho de neurônio postsynaptic, causando "excitação" ou "inibição". Na língua da neurobiologia, a inibição é simplesmente uma redução da probabilidade que um neurônio seja capaz de gerar um potencial de ação (impulso elétrico). A excitação é, ao contrário, um aumento na probabilidade. Este impulso elétrico vital dura aproximadamente milésimo de um segundo (aproximadamente 1 milissegundo) e é um sinal universal que a célula cerebral é ativa e transmite isto à seguinte célula. O neurônio excitado gerará descargas de potenciais de ação na alta velocidade, enquanto aquele que "se para" pode ser completamente silencioso.

Os transmissores controlando sono, vigilância e sonhos são fechados na estrutura molecular para dopamine, noradrenaline, histamina e serotonin, em conjunto com o quarto, acetylcholine, um "parente" ligeiramente mais distante, o neurotransmitters mais bem conhecido e bem estudado. Mas a peculiaridade da sua distribuição e localização é realmente do grande interesse: somente podem fazer mais do que uma conexão entre dois neurônios por uma racha de synaptic, mas em vez disso trabalham no princípio de pulverizadores de jardim. Naturalmente, devem haver razões disto. Cada membro desta família química desempenha um papel-chave no controle de sono e vigilância. Os níveis de norepinephrine e o seu precursor químico dopamine, bem como serotonin e histamina são os mais altos durante a vigilância, mas diminuem significativamente durante o sono normal e são praticamente ausentes na quinta fase. Entretanto, acetylcholine ainda "trabalha". Assim, pelo que estes transmissores são responsáveis? Resulta que estas moléculas conduzem uma vida dupla e podem atuar em um papel completamente alternativo - como moduladores.

O modulador não causa a inibição imediata ou a excitação: em vez disso, afeta como a célula cerebral reage ao sinal de entrada por algum tempo o intervalo no futuro. Para entender melhor como isto acontece, imagine esta situação: trabalha no escritório, e hoje houve um rumor sobre o levantamento de salários. Por si mesmo, o rumor não forçará empregados, dirá, para apanhar o telefone de um telefone silencioso. Contudo, quando um sinal padrão se recebe - uma chamada telefônica, o empregado o responderá mais rápido e mais de modo disposto. O modulador funciona do mesmo modo que este rumor: em si mesmo não causa um efeito, mas fortalece o evento subsequente. A teoria e a prática mostram que a classificação de neurotransmitters como unicamente inibitivo ou excitativo seria errônea. Tudo isso depende do tempo e a área específica do cérebro no qual trabalham.

Deste modo, para certo período de tempo, os efeitos do estímulo de entrada (outro transmissor) vão se diferenciar na presença do modulador, até o ponto que o efeito do estímulo pode nivelar-se completamente. Assim, o enorme valor da modulação está na modificação do período de tempo de processos de transmissão de sinal no cérebro. Tal regulação perfeita nunca teria sido possível com uma transmissão de sinal simples. Enquanto dormia e agora quando está acordado, os níveis destes moduladores ubíquos subida e cai em tempos diferentes, apoiando etapas diferentes do sono, colocando grandes populações de células cerebrais mais ativas ou tranquilas. Por isso, é com muita probabilidade que os moduladores fazem uma importante contribuição para a formação de consciência e inconsciência, bem como à regulação da transição entre eles. Mas somente descobrimos que afundar-se em e fora do sono é um processo gradual. Isto indica que os moduladores não atuam como um comutador-chave. Melhor trabalham como uma espécie de controle mais escuro...