Como você acha que seriam as suas ondas cerebrais se eu o levasse hoje à noite ao meu laboratório do sono na Universidade da Califórnia, colocasse eletrodos na sua cabeça e no rosto e o deixasse adormecer? Como esses padrões de atividade cerebral seriam diferentes dos que você está experimentando agora mesmo, enquanto lê esta frase, acordado? Como essas mudanças cerebrais elétricas explicam por que você está consciente em um estado (vigília), não consciente em outro (sono NREM) e delirantemente consciente, ou sonhando, em um terceiro (sono REM)?
Supondo que você seja um adulto jovem/de meia-idade saudável (vamos discutir o sono na infância, na velhice e em uma doença um pouco mais tarde), as três linhas onduladas na Figura 9 refletem os tipos distintos de atividade elétrica que seriam registrados a partir de seu cérebro. Cada linha
representa trinta segundos de atividade de ondas cerebrais a partir desses três estados: (1) vigília, (2) sono NREM profundo e (3) sono REM.
Antes de você adormecer, sua atividade cerebral desperta é frenética, isto é, as ondas cerebrais estão passando por ciclos (subindo e descendo) umas trinta ou quarenta vezes por segundo, em algo similar a um toque de tambor muito rápido — o que é chamado de atividade cerebral de “frequência rápida”. Além disso, não há um padrão confiável nessas ondas cerebrais; isto é, a batida de tambor não é apenas rápida, mas também errática. Se eu lhe pedisse para prever os próximos segundos da atividade tamborilando junto com a batida, com base no que veio antes, você não seria capaz de fazê-lo. As ondas cerebrais são realmente assíncronas assim — sua batida não tem ritmo discernível. Mesmo se eu convertesse as ondas cerebrais em um som (o que fiz no laboratório em um projeto de resultados arrepiantes aos ouvidos), você acharia impossível dançá-lo. Essas são as marcas elétricas distintivas da vigília plena: frequência rápida e atividade de ondas cerebrais caótica.
Talvez você pudesse pensar que sua atividade geral de ondas cerebrais pareceria belamente coerente e supersincrônica enquanto está desperto, combinando com o padrão ordenado do pensamento (em geral) lógico durante a consciência desperta. Esse contraditório caos elétrico é explicado pelo fato de partes diferentes de seu cérebro desperto estarem processando informações diferentes em momentos e de maneiras diferentes. Quando somadas, elas produzem o que parece ser um padrão de atividade desconcertante registrado pelos eletrodos colocados em sua cabeça.
Como uma analogia, considere um grande estádio de futebol lotado com milhares de torcedores. Há um microfone pendurado no meio da arena.
Cada pessoa ali dentro representa uma célula cerebral, sendo que todas estão sentadas em partes distintas do estádio, assim como as células estão agrupadas em regiões distintas do cérebro. O microfone é o eletrodo, situado na cabeça — um aparelho de gravação.
Antes que o jogo comece, todos os presentes no estádio estão conversando sobre coisas diferentes em momentos diferentes. Ou seja: estão dessincronizados em suas discussões particulares. Por causa disso, a soma das conversas captada a partir do microfone é caótica, desprovida de uma voz clara, unificada.
Quando é colocado na cabeça de alguém, como é feito no meu laboratório, o eletrodo mede a atividade somada dos neurônios abaixo da superfície do couro cabeludo enquanto eles processam diferentes fluxos de informação (sons, imagens, cheiros, sentimentos, emoções) em diferentes momentos no tempo e em diferentes localizações subjacentes. O processamento de tamanha quantidade de informação de tipos tão variados significa que suas ondas cerebrais são muito rápidas, frenéticas e caóticas.
Depois de acomodado em um leito no laboratório do sono, com as luzes apagadas e talvez algumas trocas de posição aqui e ali, você conseguirá se desprender das margens da vigília para adentrar no sono. Primeiro, você nadará nas águas rasas do sono NREM leve: os estágios 1 e 2. Daí em diante, entrará nas águas mais profundas dos estágios 3 e 4, que são reunidas sob o termo geral “sono de ondas lentas”. Se voltar a olhar os padrões de ondas cerebrais da Figura 9 e focar na linha do meio, você compreenderá por quê.
No sono de ondas lentas profundo, o ritmo de subida e descida da atividade de ondas cerebrais se desacelera muitíssimo, chegando até a apenas de duas a quatro ondas por segundo: dez vezes mais devagar que a intensa velocidade da atividade cerebral em vigília.
Igualmente notável, as ondas lentas de NREM são também muito mais sincrônicas e confiáveis do que as da atividade cerebral desperta. São de fato tão confiáveis que você poderia prever os próximos compassos da canção elétrica do sono NREM com base nos que vieram antes. Se eu convertesse essa profunda atividade rítmica em som e o tocasse de manhã (o que também fizemos com os participantes do projeto já citado), você conseguiria entender seu ritmo e se mover no compasso, mexendo-se suavemente segundo a cadência lenta, pulsante.
Entretanto, algo mais ficaria evidente enquanto você ouvisse, gingando, a pulsação de ondas cerebrais de sono profundo. De vez em quando um novo som seria sobreposto ao ritmo das ondas lentas: ele seria breve, durando apenas alguns segundos, porém ocorreria sempre no tempo forte do ciclo das ondas lentas. Você o perceberia como um trinado rápido, não muito diferente do r vibrante e forte de certos idiomas, como o híndi e o espanhol, ou o ronronar muito rápido de um gato satisfeito.
O que você está ouvindo é um fuso de sono — uma explosão contundente de atividade das ondas cerebrais que com frequência enfeita o final de cada onda lenta individual. Fusos de sono ocorrem tanto durante os estágios
profundos de sono NREM quanto durante os mais leves, antes mesmo que as lentas e poderosas ondas cerebrais do sono profundo comecem a se elevar e predominar. Uma de suas muitas funções é agir como soldados noturnos que protegem o sono, servindo de escudo contra ruídos externos. Quanto mais fortes e frequentes são os fusos de sono de uma pessoa, mais resistente ela é a ruídos externos que de outra forma a acordariam.
Voltando a atenção para as ondas lentas do sono profundo, descobrimos também algo fascinante sobre seu local de origem e como elas varrem a superfície do cérebro. Ponha o indicador entre os olhos, logo acima da ponte do nariz. Agora o deslize cerca de cinco centímetros pela testa acima.
Quando você for dormir hoje à noite, é aí que a maioria das suas ondas cerebrais de sono profundo serão geradas: bem no meio dos lobos frontais.
Esse é o epicentro, ou centro de atividade, a partir do qual emerge a maior parte de seu sono profundo. No entanto, as ondas lentas de sono profundo não se irradiam em círculos perfeitos, em vez disso, quase todas viajarão em uma só direção: da frente do cérebro para a parte de trás. Elas são como as ondas sonoras emitidas a partir de um alto-falante, que viajam predominantemente em uma única direção, do alto-falante para fora (o som é sempre mais alto em frente ao aparelho do que atrás dele). E, como um alto-falante emitindo som através de um espaço amplo, as ondas lentas que você gerar hoje à noite vão perder força pouco a pouco à medida que fizerem a viagem para a parte de trás do cérebro, sem ricochetear ou retornar.
Nas décadas de 1950 e 1960, quando os cientistas começaram a medir essas ondas cerebrais lentas, foi feita uma suposição compreensível: essa marcha vagarosa, até aparentemente preguiçosa, da atividade das ondas cerebrais deveria refletir um cérebro que está ocioso, ou até adormecido. Era um palpite razoável considerando-se que as ondas cerebrais mais profundas e mais lentas do sono NREM podem se parecer com as que vemos em pacientes sob efeito de anestesia ou mesmo naqueles em certas formas de coma. Todavia, essa suposição estava completamente equivocada. Nada poderia estar mais longe da verdade: o que você de fato experimenta durante o sono NREM profundo é uma das demonstrações mais épicas de colaboração neural de que se tem conhecimento. Por meio de um surpreendente ato de auto-organização, muitos milhares de células cerebrais decidem se unir e “cantar”, ou se excitar, no mesmo ritmo. Cada vez que observo esse formidável ato de sincronia ocorrendo à noite no meu
laboratório de pesquisa, sinto-me humilde: o sono é verdadeiramente um objeto de assombro.
Voltando à analogia do microfone pendurado acima do estádio de futebol, considere o jogo do sono agora em andamento. A multidão — aqueles milhares de células cerebrais — passou do bate-papo particular pré-jogo (vigília) para um estado unificado (sono profundo). Suas vozes se uniram em um passo de marcha em fileira cerrada, um canto semelhante a um mantra
— o canto do sono NREM profundo. De repente elas gritam, criando um pico de atividade cerebral, e depois se calam por vários segundos, produzindo o profundo e prolongado cavado da onda. A partir do microfone no estádio captamos um bramido claramente definido vindo da multidão subjacente, seguido por uma longa pausa para a respiração. Ao compreender que o incantare rítmico do sono NREM profundo de ondas lentas é na verdade um estado superativo e meticulosamente coordenado de unidade cerebral, os cientistas foram obrigados a abandonar qualquer ideia simplista do sono profundo como um estado de semi-hibernação ou estupor lerdo.
Entender essa harmonia elétrica assombrosa, que ondula através da superfície do cérebro centenas de vezes toda noite, também ajuda a entender a nossa perda de consciência externa. Ela começa abaixo da superfície do cérebro, dentro do tálamo. Lembre-se de que quando adormecemos, o tálamo — o portão sensorial situado bem no meio do cérebro — bloqueia a transferência de sinais perceptuais (som, visão, tato etc.) para a parte superior, o córtex. Ao cortarmos esses laços com o mundo exterior, não apenas perdemos a consciência (o que explica por que não sonhamos no sono NREM profundo nem mantemos um registro explícito do tempo), como também permitimos ao córtex “relaxar” em seu modo de funcionamento predefinido, ao qual chamamos de sono profundo de ondas lentas. É um estado de atividade cerebral ativo, deliberado, porém extremamente sincrônico — ele também é próximo da meditação cerebral noturna, embora eu deva observar que é muito diferente da atividade de ondas cerebrais de estados meditativos despertos.
Nesse estado xamanístico de sono NREM profundo pode ser encontrado um verdadeiro tesouro de benefícios mentais e físicos para o cérebro e o corpo, respectivamente — uma abundância que será explorada por completo no Capítulo 6. No entanto, um benefício para o cérebro — o salvamento de memórias — merece menção mais extensa neste momento de nossa
trajetória, pois serve como um exemplo daquilo de que essas ondas cerebrais profundas e lentas são capazes.
Você já fez uma viagem de carro longa e reparou que em algum ponto do percurso o sinal das estações de rádio FM que estava ouvindo começa a perder intensidade? Em contrapartida, as estações de rádio AM permanecem robustas. Talvez você tenha ido para um local remoto e tentado em vão encontrar uma nova estação FM. Mas basta passar para a banda de AM e vários canais de radiodifusão permanecem disponíveis. A explicação está nas próprias ondas de rádio, o que inclui as duas velocidades das transmissões em FM e AM. A FM usa ondas de rádio de frequência mais rápida que sobem e descem muito mais vezes por segundo do que as ondas AM. Uma vantagem das ondas de rádio FM é o fato de poderem transmitir cargas mais elevadas, mais ricas de informação, e por isso soarem melhor.
Entretanto, elas apresentam uma grande desvantagem: perdem força depressa, como um velocista excessivamente musculoso que só consegue correr distâncias curtas. As transmissões AM empregam uma onda de rádio muito mais lenta (mais longa), semelhante a um corredor de longa distância magro. Embora não possam se igualar à qualidade musculosa e dinâmica das da rádio FM, o seu ritmo prosaico lhes dá a capacidade de cobrir vastas distâncias com menos declínio. Portanto, transmissões de maior alcance são possíveis com as lentas ondas de rádio AM, o que permite uma comunicação de larga amplitude entre localizações geográficas muito distantes.
Quando o cérebro passa da atividade de frequência rápida da vigília para o padrão mais lento e comedido do sono NREM profundo, torna-se possível a mesmíssima vantagem de comunicação de amplo alcance. As ondas regulares, lentas, sincrônicas que atravessam o cérebro durante o sono profundo abrem a possibilidade de comunicação entre regiões distantes do cérebro, permitindo-lhes enviar e receber de maneira colaborativa seus diferentes repositórios de experiência armazenada.
No que se refere a esse aspecto, você pode pensar em cada onda lenta individual de sono NREM como um mensageiro capaz de transportar pacotes de informação entre centros cerebrais anatômicos. Um benefício da existência dessas ondas cerebrais itinerantes de sono profundo é o processo de transferência de arquivos: a cada noite, as ondas cerebrais de longo alcance de sono profundo deslocam pacotes de memória (experiências recentes) de um local de armazenamento de curto prazo, que é frágil, para
um local de armazenamento de longo prazo mais permanente, e por isso mais seguro. Desse modo, consideramos a atividade de ondas cerebrais desperta como a envolvida sobretudo com a recepção do mundo sensorial exterior, ao passo que o estado de sono NREM profundo de ondas lentas gera um estado de reflexão interior — um estado que fomenta a transferência de informação e a destilação de memórias.
Se a vigília é dominada pela recepção e o sono NREM, pela reflexão, o que, então, ocorre durante o sono REM — o estado onírico? Voltando à Figura 9, a última linha de atividade de ondas elétricas cerebrais é a que eu observaria vindo de seu cérebro no laboratório do sono quando você entrasse em sono REM. Apesar de você estar dormindo, a atividade de ondas cerebrais associada não tem nenhuma semelhança com a do sono NREM profundo de ondas lentas (a linha do meio da figura). Em vez disso, ela é uma réplica quase perfeita da vista durante a vigília atenta, alerta — a linha superior da figura. De fato, estudos recentes de digitalização por ressonância magnética descobriram que há partes individuais do cérebro que são até 30% mais ativas durante o sono REM do que quando estamos acordados!
Por essas razões, o sono REM foi também chamado de sono paradoxal:
um cérebro que parece acordado em um corpo que está claramente adormecido. Em geral é impossível distinguir o sono REM da vigília com base apenas na atividade de ondas elétricas cerebrais. No sono REM, há um retorno às mesmas ondas cerebrais de frequência mais rápida que estão novamente dessincronizadas. Os muitos milhares de células cerebrais no seu córtex que tinham se unificado em uma conversa lenta e sincronizada durante o sono NREM profundo voltaram a processar de forma frenética informações diferentes em velocidades e momentos diferentes em regiões do cérebro diferentes — algo típico da vigília. Mas você não está acordado; pelo contrário, está profundamente adormecido. Então que informação está sendo processada, já que com certeza nesse momento não se trata de algo que venha do mundo exterior?
Como ocorre quando se está acordado, o portão sensorial do tálamo mais uma vez se abre durante o sono REM. Entretanto, a natureza do portão é outra: não são sensações do mundo exterior que têm permissão para viajar até o córtex. Em vez disso, sinais de emoções, motivações e memórias (passadas e presentes) são todas representadas nas grandes telas dos córtices sensoriais visual, auditivo e cinestésico no cérebro. Toda noite, o
sono REM o introduz em um teatro absurdo em que você é surpreendido com um carnaval bizarro e extremamente associativo de temas autobiográficos. No que se refere ao processamento da informação, pense no estado desperto sobretudo como recepção (experimentar e aprender constantemente o mundo à sua volta), no sono NREM como reflexão (armazenamento e fortalecimento dos ingredientes crus de novos fatos e habilidades) e no sono REM como integração (interconexão desses ingredientes com toda a experiência passada, e, ao fazê-lo, construção de um modelo cada vez mais preciso de como o mundo funciona, incluindo descobertas inovadoras e habilidades de solução de problemas).
Uma vez que as ondas elétricas cerebrais do sono REM e da vigília são tão parecidas, como posso saber qual das duas você está experimentando quando está deitado no quarto de dormir do laboratório do sono, ao lado da sala de controle? O elemento revelador nesse caso é o seu corpo — especificamente os seus músculos.
Antes de deitá-lo no laboratório, nós teríamos colocado eletrodos em seu corpo, além dos que afixamos à cabeça. Enquanto acordado, mesmo deitado na cama e relaxado, resta um grau de tensão geral, ou tônus, nos músculos.
Esse zumbido muscular constante é facilmente detectado pelos eletrodos que escutam o corpo. Quando passamos para o sono NREM, parte dessa tensão muscular desaparece, mas ainda resta grande parte dela. Contudo, uma impressionante mudança acontece na preparação para o salto para o sono REM. Meros segundos antes de a fase do sonho começar, e enquanto o período do sono REM dura, ficamos paralisados por completo. Não há nenhum tônus nos músculos voluntários do corpo. Absolutamente zero. Se eu entrasse na ponta dos pés no quarto e levantasse com delicadeza seu corpo sem despertá-lo, ele ficaria completamente flácido, como uma boneca de pano. Fique tranquilo porque seus músculos involuntários — os que controlam operações automáticas como respirar — continuam funcionando e mantêm a vida durante o sono. Todos os demais ficam flácidos.
Essa característica, denominada atonia (a ausência de tônus, referindo-se aqui aos músculos), é instigada por um sinal desativador poderoso transmitido por toda a extensão da medula espinhal a partir do tronco cerebral. Uma vez acionado, os músculos posturais do corpo, como os bíceps e os quadríceps, perdem toda tensão e força. Eles não responderão mais aos comandos do cérebro. Você se tornou, de fato, um prisioneiro do próprio
corpo, encarcerado pelo sono REM. Felizmente, após cumprir a sentença de detenção desse ciclo de sono, o corpo é libertado do cativeiro físico. Essa impressionante dissociação durante o estado onírico, em que o cérebro está superativo e o corpo está imobilizado, permite aos cientistas do sono reconhecer com facilidade — e, portanto, distinguir — as ondas cerebrais de sono REM das ondas alertas.
Mas por que a evolução decidiu banir a atividade muscular durante o sono REM? Porque com a eliminação da atividade muscular ficamos impedidos de representar nossa experiência onírica. Durante o sono REM há uma torrente incessante de comandos motores girando pelo cérebro, e eles são subjacentes à experiência rica em movimento dos sonhos. Desse modo, a Mãe Natureza foi prudente ao costurar uma camisa de força fisiológica que impede tais movimentos ficcionais de se tornarem realidade, sobretudo considerando-se que nesse estado paramos de perceber conscientemente o ambiente. Imagine o resultado desastroso de encenar falsamente uma luta onírica ou uma corrida frenética para fugir de um adversário onírico que se aproxima, enquanto os olhos estão fechados e não se tem nenhuma compreensão do mundo ao redor. Um indivíduo assim não demoraria muito a deixar o pool genético. O cérebro paralisa o corpo para que a mente possa sonhar em segurança.
Mas como sabemos que esses comandos de movimento estão de fato ocorrendo enquanto alguém dorme, a menos que o indivíduo simplesmente acorde e nos conte que sonhou que estava correndo ou lutando? A triste resposta é que esse mecanismo de paralisia pode falhar em alguns indivíduos, particularmente mais tarde na vida. Em virtude disso, eles convertem os impulsos motores relacionados a sonhos em ações físicas no mundo real. Como será visto no Capítulo 11, as repercussões podem ser trágicas.
Finalmente, e não podendo ser deixada de fora do quadro descritivo do sono REM, há a própria motivação de seu nome: os movimentos oculares
Finalmente, e não podendo ser deixada de fora do quadro descritivo do sono REM, há a própria motivação de seu nome: os movimentos oculares