Dormir e Lembrar


É durante o sono que as memórias são cultivadas: enquanto algumas vingam, outras se perdem. A construção da memória depende muito desse período em que o cérebro tece a trama da subjetividade oferece respostas a problemas que nos afligem durante a vigília.

Revista Scientfic American - por Robert Stickgold e Jeffrey M Ellenbogen*

Em 1865, o químico alemão Friedrich August Kekulé (1829-1896) acordou de um sonho estranho: imaginou uma serpente formando um círculo e mordendo a própria cauda. Como muitos de seus colegas da época, ele vinha trabalhando com fervor para descrever a estrutura química do benzeno. O sonho da serpente, diz a história, o ajudou a concluir que essa estrutura tinha a forma de anel. Essa idéia abriu o caminho para uma nova compreensão da química orgânica e rendeu a Kekulé um título de nobreza na Alemanha.

Embora a maioria de nós não esteja interessada em estruturas químicas nem em se tornar nobre, há algo indiscutivelmente familiar no método de solução de problemas de Kekulé. Quer se trate de decidir estudar numa faculdade específica, aceitar uma oferta de trabalho desafiadora ou pedir alguém em casamento, "dormir e pensar no assunto" parece propiciar a clareza que precisamos para resolver o quebra-cabeça da vida.

O sono nos apresentam respostas porque enquanto estamos dormindo tranquilamente nosso cérebro está ocupado processando informações coletadas durante a vigília. Ele repassa as memórias recém-formadas, as ordena e as grava de forma que façam sentido no dia seguinte. Uma noite de sono pode tornar essas impressões mnênicas mais resistentes à enxurrada de novos acontecimentos, permitindo recuperá-Ias no futuro. Além de fortalecer nossas lembranças, durante o cérebro adormecido examina com cuidado os dados novos, selecionando aqueles que vale a pena guardar. Dormir também pode salvar os conteúdos emocionais de uma imagem, um som, um cheiro, fazendo com que todo o resto, sem importância, seja apagado com o tempo. Além disso, é nessas horas "mortas" que o cérebro estabelece relações entre as memórias de toda a vida, identificando a essência de cada uma e formando aquilo que chamamos aprendizado.

A relação entre sono, memória e aprendizagem é relativamente nova na história da ciência. Até meados dos anos 50, os cientistas pensavam que o cérebro se desligava enquanto dorrmíamos. Embora o psicólogo alemão Hermann Ebbinghaus já acreditasse, em 1885, que o sono protegia as memórias simples da degradação, por décadas os pesquisadores atribuíram esse efeito a uma proteção passiva. Nós esquecemos coisas, defendiam eles, porque todas as novas informações que entram substituem as anteriores. Foi só em 1953, depois de os fisiologistas Eugene Aserinsky (1921-1998) e Nathaniel Kleitman (1895-1999), da Universidade de Chicago, descobrirem as fascinantes variações da atividade cerebral durante o sono, que os cientistas se deram conta de que não estavam dando atenção a algo realmente importante.

Aserinsky e Kleitman observaram que o sono humano se divide em ciclos de cerca de 90 minutos que, por sua vez, se dividem em dois padrões de atividade cerebral conhecidos como sono de ondas lentas e sono paradoxal ou REM (movimento rápido dos olhos, na sigla em inglês). Durante o sono REM, as ondas cerebrais são muito semelhantes àquelas produzidas enquanto estamos acordados.

Nas décadas seguintes, o neurocientista romeno Mircea Steriade, da Universidade Laval, em Québec, chegou à conclusão de que determinados grupos de neurônios disparavam de forma independente durante o sono de ondas lentas, quando o restante dispara sincronizadamente, num ritmo constante. Tudo isso serviu para deixar claro que o cérebro, enquanto dorme, não está meramente "descansando". Muito pelo contrário, ele está em franca atividade.

  •  Descanso necessário

Nossa compreensão sobre o assunto mudou muito depois de 1994, quando os neurobiólogos Avi Kami e Dov Sagi, do Instituto de Ciência Weizmann, em Israel, mostraram que, depois de uma noite de sono, alguns voluntários melhoraram seu desempenho em testes de reconhecimento rápido de objetos. Mas isso só ocorria se tivessem quantidades adequados de sono REM. Se fossem privados dessa fase do sono, o ganho desaparecia. O fato de o desempenho ter se elevado da noite para o dia eliminava aquela antiga idéia de proteção passiva. Algo capaz de alterar as memórias formadas no dia anterior tinha de estar acontecendo no cérebro adormecido. Kami e Sagi descreveram o sono REM como um estado permissivo - que poderia permitir mudanças.

Quando um de nós (Stickgold) reviu a questão, em 2000, ficou claro que o sono poderia, de fato, ser necessário para que esse efeito ocorresse. Usando a mesma tarefa de diferenciação visual rápida, descobrimos que o desempenho das pessoas melhora após dormirem seis horas. E a fase REM não era o único componente importante: o sono de ondas lentas era igualmente crucial. Em outras palavras, em todas as suas fases o sono realmente era fundamental para aperfeiçoar a memória, o que não acontecia durante a vigília.

Para entender como isso se dá, é útil sabermos que ao "codificarmos" informações no nosso cérebro, a memória recém-captada está apenas começando uma longa jornada durante a qual será estabilizada, aprimorada e qualitativamente alterada, até atingir apenas uma vaga semelhança com sua forma original. No decorrer de algumas horas, ela pode se tornar mais estável, resistente a interferências de lembranças conflitantes. Em períodos mais longos, o cérebro parece "decidir" o que é importante recordar e o que não é. &Eacut te; assim que vamos construindo nossa história individual.

Em 2006 nós demonstramos a poderosa capacidade que o sono tem de estabilizar lembranças e protegê-Ias de interferências. Primeiro, treinamos pessoas para memorizar pares de palavras num padrão A-B (por exemplo, "cobertor-janela") e então deixávamos alguns dos voluntários dormir. Mais tarde elas aprenderam pares num padrão A-C ("cobertor-tênis"), cujo propósito era interferir com as memórias dos pares A-B. Como esperado, as pessoas que dormiram podiam lembrar mais pares A - B do que as que permaneceram acordadas. E quando introduzimos os pares A-C, ficou mais claro que aqueles que dormiram tinham uma memória mais forte e mais estável dos conjuntos A-B.

Mas os efeitos do sono sobre o que lembramos não estão limitados à estabilização. No decorrer dos últimos anos, vários estudos demonstraram a sofisticação do processamento da memória que acontece durante o sono. Na verdade, parece que enquanto dormimos nosso cérebro pode dissecar nossas lembranças e guardar apenas detalhes mais relevantes. Em um estudo, nós criamos uma série de imagens de objetos desagradáveis ou neutros num fundo neutro, e testamos as pessoas logo depois de olharem as imagens, uma após a outra. Doze horas depois, um novo teste da recordação dos objetos e dos fundos. Os resultados foram bastante surpreendentes. Independentemente de os participantes terem permanecido acordados ou adormecidos, a precisão de suas memórias caiu 10% em todos os casos. Mas, as memórias emocionais melhoraram um pouco da noite para o dia, mostrando um acréscimo de cerca de 15%. Sabemos que essa seleção também acontece na vida cotidiana que leva a crer que o sono tenha um papel crucial na evolução das memórias afetivas.

A maneira precisa como o cérebro fortalece e melhora a capacidade de elaboração emocional ainda é um mistério, mas podemos fazer algumas suposições. Sabemos que as lembranças são criadas pelo fortalecimento da ligação entre centenas, milhares ou talvez até milhões de neurônios, tornando certos padrões de atividade mais prováveis de se repetir. Quando esses modelos são reativados, evocam uma recordação, que pode ser o local onde deixamos a chave de casa ou um par de palavras como "cobertor-janela". Sabe-se que essas mudanças na conexão sináptica surgem de um processo molecular conhecido como potenciação de longo prazo o qual fortalece as ligações entre neurônios que disparam ao mesmo tempo.

  • Trilha no hipocampo

Durante o sono, o cérebro reativa padrões de atividade que realizou durante o dia, fortalecendo as memórias por meio dessa potenciação a longo prazo. Em 1994, os neurocientistas Matthew Wilson e Bruce McNaughton, então da Universidade do Arizona, mostraram esse efeito, pela primeira vez, usando ratos equipados com implantes que monitoravam sua atividade cerebral. Eles ensinaram os animais a encontrar uma trilha que levava até a comida registrando ao mesmo tempo os padrões de disparo neuronal do cérebro dos roedores. Células no hipocampo - uma estrutura do cérebro crucial para a memória espacial - criaram um mapa da trilha com células diferentes disparando conforme os ratos atravessavam cada região da trilha. Essas células correspondem de maneira tão rigorosa a locais físicos exatos, que os pesquisadores puderam monitorar o progresso dos ratos apenas observando quais delas estavam disparando em dado momento. E, o que é mais interessante: cientistas registraram essas informações até mesmo quando os ratos dormiam e notaram que elas continuavam a disparar na mesma ordem - como se os animais estivessem "andando pela trilha" durante o sono.

Conforme essa prática inconsciente fortalece a memória, algo mais complexo acontece: o cérebro pode estar ensaiando, de forma seletiva, os aspectos mais difíceis de uma tarefa. Um trabalho realizado em 2005 pelo neurocientista Matthew P. Walker, da Faculdade de Medicina de Harvard, demonstrou que quando as pessoas treinavam a digitar num teclado sequências complicadas, como 4-1-2-4 (algo parecido com aprender uma partitura no piano), dormir entre sessões de treinamento fazia com que os dedos se movimentassem de forma mais rápida e coordenada numa próxima tentativa. Em um experimento mais aprofundado, ele descobriu que os voluntários não estavam apenas aprimorando a tarefa de digitação; estavam também vencendo as dificulldades com as sequências numéricas mais complicadas.

O cérebro faz isso, ao menos em parte, deslocando a memória para as sequências mais difíceis. Usando ressonância magnética funcional, Walker mostrou que seus voluntários usavam diferentes regiões do cérebro para digitar depois de terem dormido. No dia seguinte, a digitação correspondeu a uma atividade maior no córtex motor primário direitor lobo pré-frontal medial, hipocampo e cerebelo esquerdo - áreas associadas a movimentos mais rápidos e precisos. Em compensação, houve menor atividade nos córtices parietais, ínsula esquerda pólo temporal e região frontopolar, indicando redução no esforço consciente e emocional. Em suma: toda a memória foi fortalecida, mas em especial as partes que mais precisavam sê-Io. O sono estava fazendo esse trabalho usando regiões do cérebro diferentes daquelas usadas enquanto a tarefa era aprendida.

Descobertas recentes mostram que dormir também facilita a análise ativa de novas memórias, permitindo a resolução de problemas e dedução de novas informações.

Em 2007, nós mostramos que o cérebro aprende enquanto dormimos. O estudo usou uma tarefa de dedução transitiva: se Luiz é mais velho do que Carol e Carol é mais velha do que Pedro, as leis da transitividade deixam clara que Luiz é mais velho que Pedro. Para deduzir isso, porém, é preciso juntar dois fragmentos de informação. As pessoas costumam fazer tais deduções sem muito pensamento consciente. Essa capacidade cognitiva tem grande utilidade: podemos descobrir novas informações sem nunca ter aprendido isso de maneira direta.

A dedução parece óbvia no caso de Luiz e Pedro, mas no experimento foram usadas formas coloridas abstratas que não tinham nenhuma relação intuitiva umas com as outras, tornando a tarefa mais desafiadora. Nós ensinamos às pessoas os assim chamados pares da premissa - elas aprenderam a escolher, por exemplo, a oval laranja em vez da turquesa, a turquesa em vez da verde, a verde em vez da floral, e assim por diante. Os pares da premissa indicam uma hierarquia - se o laranja é uma escolha melhor do que o turquesa e o turquesa é preferido ao verde, entã e Pedro. Para deduzir isso, porém, é preciso juntar dois fragmentos de informação. As pessoas costumam fazer tais deduções sem muito pensamento consciente. Essa capacidade cognitiva tem grande utilidade: podemos descobrir novas informações sem nunca ter aprendido isso de maneira direta.

A dedução parece óbvia no caso de Luiz e Pedro, mas no experimento foram usadas formas coloridas abstratas que não tinham nenhuma relação intuitiva umas com as outras, tornando a tarefa mais desafiadora. Nós ensinamos às pessoas os assim chamados pares da premissa - elas aprenderam a escolher, por exemplo, a oval laranja em vez da turquesa, a turquesa em vez da verde, a verde em vez da floral, e assim por diante. Os pares da premissa indicam uma hierarquia - se o laranja é uma escolha melhor do que o turquesa e o turquesa é preferido ao verde, então o laranja deve "ganhar" do verde. Mas quando testamos os participantes nesses novos pares, 20 minutos depois de terem aprendido pela primeira vez, eles ainda não haviam descoberto essas relações escondidas. No entanto, 12 horas mais tarde realizaram a escolha correta. Simplesmente deixar o tempo passar permitiu ao cérebro calcular e aprender essas deduções transitivas. E pessoas que dormiram em algum momento, durante as 12 horas de intervalo, tiveram desempenho significativamente melhor, ligando os pares mais distantes com precisão de 90%. Ou seja: o cérebro precisa de tempo para processar novas informações, e o sono maximiza esse benefício.

  • Atalhos cognitivos

Num estudo de 2004, o neurocientista Ullrich Wagner, da Universidade de Lübeck, Alemanha, demonstrou quão poderoso pode ser o processamento de memórias no sono. Ele ensinou aos participantes como resolver um tipo de problema matemático, usando um procedimento longo, e fez com que o repetissem cerca de 100 vezes. Em seguida, pediu para os voluntários irem embora e voltar 12 horas mais tarde, quando foram instruídos a tentar outras 200 vezes.

Embora não soubessem que havia uma maneira bem mais simples de resolver os problemas, os pesquisadores perceberam exatamente quando eles descobriam o atalho, pois a velocidade da resolução da tarefa aumentava de repente. Muitos dos participantes descobriram o truque durante a segunda sessão, e esta chance aumentou 59% depois de uma noite de sono. De alguma forma o cérebro adormecido estava solucionando esse problema - sem nem mesmo saber que havia algo para solucionar.

Quanto mais pesquisamos o asssunto, mais percebemos que o cérebro está longe da inatividade enquanto dormimos. Está claro que o sono pode consolidar memórias por meio de seu aprimoramento e estabilização e pelas descobertas de padrões dentro do material estudado, mesmo quando não sabemos que pode haver padrões ali. É óbvio, portanto, que economizar nas horas de sono prejudica esses processos cognitivos: alguns aspectos da consolidação mnêmica só acontecem quando temos mais de seis horas de sono. Perca uma noite, e as memórias do dia podem ser comprometidas uma constatação perturbadora em uma sociedade onde a privação de sono se alastra em proporções epidêmicas.

  • Vantagem adaptativa

Mas por que certas funções cognitivas só entram em ação quando estamos dormindo? Não faria mais sentido se essas operações ocorressem durante a vigília? Talvez fizesse, mas as pressões evolutivas que fizeram do sono humano o que ele é hoje já existiam muito antes do advento da alta cognição. Funções como a regulação do sistema imunológico e o uso eficiente de energia (por exemplo, caçar de dia e descansar de noite), são apenas duas das muitas razões pelas quais faz sentido dormir num planeta que alterna a luz e a escuridão. E como já tínhamos a pressão evolutiva para dormir, o sistema nervoso acabou usando esse tempo para processar informações coletadas durante a vigília imediatamente anterior.

O processamento da memória parece ser a única função do sono que exige do organismo estar realmente adormecido, isto é, que ele se encontre alheio ao que acontece ao seu redor, deixando de captar as informações sensoriais. Essa atividade cognitiva inconsciente parece exigir os mesmos recursos cerebrais usados para processar estímulos sensoriais quando se está acordado. O cérebro precisa se desligar do mundo externo para realizar esse trabalho.

Em contraste, embora outras funções, como a regulação do sistema imune, sejam realizadas de forma mais imediata quando o organismo está inativo, não parece haver um motivo para precisarmos perder a consciência. Assim, pode ser que outras funções tenham se desenvolvido para "tirar vantagem" do sono, que já foi alocado para o período noturno para tecer nossas memórias.

É inegável que ainda restam muitas outras perguntas sobre nossa cognição noturna e sobre a forma exata como o cérebro realiza o processamento de memórias. Essas indagações levantam uma questão maior sobre a memória em geral: como lembramos certas informações e esquecemos outras? Acreditamos que compreender o sono pode ser a chave para decifrar mecanismos da memória. Para que isso ocorra, no entanto, é preciso realizar cada vez mais experimentos, mas igualmente importante é dormir e pensar a respeito. 

Conceitos-chave

- Ao contrário do que muitos pensam, o cérebro não descansa durante o sono, mas encontra-se em franca atividade. E nessas horas que as informações coletadas durante a vigília são processadas, selecionadas, gravadas e finalmente transformadas em memória.

- Dentre as várias funções do sono, o processamento da memória parece ser a única que exige do organismo estar realmente adormecido, isto é, que ele se encontre alheio ao que acontece ao seu redor, deixando de captar as informações sensoriais.

- Economizar nas horas de sono prejudica a cognição: alguns aspectos da consolidação da memória só são acionados quando dormimos mais de seis horas. Quando se passa uma noite em claro, as memórias daquele dia ficam, portanto comprometidas.

Para conhecer mais 

Blog da Mente e Cérebro http://blogdamentecerebro.blog.uol.com.br
Visual discrimination learning requlres sleep after training. Robert Stickgold, LaTanya James e J. Allan Hobson, em Nature Neuroscience, vol. 3, nº 12, págs. 1237-1238,2000.
Sleep inspires insight. Ullrich Wagner, Steffen Gai

    Leitura Dinâmica e Memorização

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