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# Biologia # Neurociência

Cérebro Dormindo: Ouvindo Enquanto Descansa

Nossos cérebros ainda processam sons, mesmo enquanto a gente dorme.

Christine Blume, Marina Dauphin, Maria Niedernhuber, Manuel Spitschan, Martin P. Meyer, Christian Cajochen, Tristan Bekinschtein, Andrés Canales-Johnson

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Imagina que você tá numa festa e todo mundo tá conversando. Você pode achar que é impossível prestar atenção nas conversas enquanto tá cochilando num canto confortável, mas o nosso cérebro tem outros planos. Mesmo quando a gente dorme, o nosso cérebro ainda tá ouvindo e Processando sons, mas talvez de um jeito diferente do que quando estamos acordados.

Sono e Processamento Cognitivo

Pesquisas recentes mostraram que nossas habilidades cognitivas não desligam completamente quando a gente dorme. Igual a um computador no modo de espera, nosso cérebro ainda consegue processar informações externas, embora o estilo seja mais como um e-mail sonolento do que uma conversa ativa. Por exemplo, se alguém chama seu nome enquanto você tira uma soneca, você pode se mexer, mostrando que seu cérebro ainda tá ligado em certos sons.

O Estudo dos Potenciais Relacionados a Eventos (ERPs)

Cientistas desenvolveram métodos pra estudar como nossos Cérebros reagem a sons enquanto dormimos, usando ferramentas chamadas potenciais relacionados a eventos (ERPs). Pense nos ERPs como a resposta do cérebro a certos estímulos, tipo o cérebro falando: "Ei, isso é diferente!" quando escuta algo inusitado. Essa técnica ajuda os pesquisadores a acompanhar como nosso cérebro processa pistas auditivas durante diferentes estágios do sono.

O Experimento

Em um estudo recente, voluntários participaram de um experimento de sono pra analisar como seus cérebros processavam Som enquanto estavam dormindo. Esses participantes mantinham um horário rigoroso de sono, desligando as luzes na mesma hora toda noite. Os pesquisadores usaram vários padrões sonoros pra ver como o cérebro detectava mudanças nesses sons – era como testar sua reação a notas musicais inesperadas durante um filme bem sério.

Os participantes foram expostos a sons normais e surpreendentes, com os sons sendo apresentados em diferentes sequências. Os pesquisadores mediram como o cérebro respondia a essas mudanças tanto quando os participantes estavam acordados quanto durante diferentes estágios do sono (tipo NREM e REM). O objetivo era descobrir quão bem o cérebro ainda poderia reagir ao inesperado enquanto tava descansando.

Irregularidades Locais e Globais

Durante o experimento, os cientistas focaram em dois tipos de irregularidades sonoras: locais e globais. Irregularidades locais são como uma nota estranha de repente na melodia, enquanto irregularidades globais referem-se a uma mudança mais ampla na canção toda. Quando estamos acordados, conseguimos rapidamente perceber ambos os tipos de mudanças. Mas quando estamos dormindo, como nossos cérebros reagem?

Os Resultados: Processamento Cerebral Durante o Sono

Surpreendentemente, a pesquisa revelou que mesmo durante o sono, nossos cérebros ainda estão respondendo a mudanças sonoras locais. A atividade elétrica do cérebro mostrou padrões distintos, indicando que ainda conseguia perceber irregularidades locais. No entanto, a capacidade de reconhecer esses sons mudava dependendo de quão profundo a pessoa estava dormindo. Quanto mais profundo o sono, mais confusas as respostas ficavam, como tentar lembrar de um sonho no momento em que você acorda – os detalhes começam a borrar.

O Efeito dos Estágios do Sono

Existem diferentes estágios do sono, cada um com suas qualidades únicas. Quando os participantes passavam de estágios de sono mais leve (como N1) pra estágios mais profundos (como N3), a resposta do cérebro ao som ficava menos precisa. Em vez de identificar notas estranhas, o cérebro parecia processar "mais da mesma Informação". É como ouvir a mesma música chiclete em repeat até você não conseguir mais saber quando começa ou termina.

Durante o sono REM, quando os sonhos vívidos acontecem, as respostas do cérebro mostraram semelhanças com o estágio de sono mais leve. Então, enquanto a gente pode pensar no REM como sonhador e desconectado, ainda permite algum processamento de som, como uma musiquinha suave pra nossas aventuras dorminhocas.

E Quanto a Erros de Previsão?

Você já ouviu um som alto enquanto cochilava, só pra acordar se perguntando que barulho era aquele? Isso é um exemplo do nosso cérebro detectando um “erro de previsão”—quando o cérebro espera um som e essa expectativa é interrompida. A pesquisa mostrou que quando estamos acordados, os humanos são bons em processar esses erros de previsão. Mas durante o sono, especialmente em estágios mais profundos, o cérebro parece ter dificuldades em interpretar esses erros.

Análise de Informação Mútua e Co-Informação

Pra entrar ainda mais fundo, os pesquisadores aplicaram uns truques inteligentes chamados de análise de informação mútua (MI) e co-informação (co-I). Esses métodos ajudam a quantificar quanta informação nossos cérebros conseguem reunir sobre aqueles sons inesperados enquanto dormimos. Os resultados surpreenderam muita gente: quanto mais profundo o sono, menos informação o cérebro parecia registrar. Essa queda de informação é tipo tentar fazer um amigo explicar uma reviravolta complexa durante um filme—às vezes, você só se perde.

Curiosamente, o estudo descobriu que havia um aumento na redundância nas respostas do cérebro durante o sono mais profundo. Isso significa que, enquanto o cérebro ainda conseguia reconhecer que algo estranho tava acontecendo, ele ficou um pouco preguiçoso em distinguir exatamente o que era. Em vez de prestar atenção total em cada sonzinho, o cérebro parecia dar uma relaxada, processando mais da mesma informação por períodos mais longos.

O Que Isso Significa Para o Sono e a Consciência

Essas mudanças em como nossos cérebros processam som enquanto dormimos pode explicar porque a gente se sente grogue e desorientado ao acordar. Nossos cérebros ainda tão trabalhando, mas podem estar presos no "piloto automático", só meio sintonizados com o mundo ao redor. A profundidade do sono desempenha um papel significativo, com estágios mais profundos associados a um processamento menos detalhado.

Isso pode estar relacionado a como a gente perde a consciência das estimulações externas quando dormimos, sugerindo que nossos cérebros mudaram para um "modo de processamento sentinel." Nesse estado, o cérebro tenta equilibrar ficar alerta o suficiente pra responder a eventos importantes (como um alarme de incêndio) enquanto ainda permite que o corpo descanse. É como ser um super-herói com capa—sempre alerta, mas também precisando de um tempo pra relaxar.

Implicações Para a Saúde Cerebral e Distúrbios do Sono

Compreender como nossos cérebros funcionam enquanto dormimos abre novas avenidas de pesquisa sobre distúrbios do sono. Por exemplo, se sabemos que o sono profundo está ligado a um processamento reduzido de informação, isso pode levar a melhores tratamentos para insônia ou outros problemas relacionados ao sono. Além disso, reconhecer os padrões de resposta do cérebro pode ajudar a melhorar comportamentos em torno da higiene do sono, como ajustar a exposição à luz e programar horários de sono pra otimizar a saúde cerebral.

Conclusão: O Cérebro Sempre Ativo

Pra concluir, nossos cérebros são máquinas incríveis que não desligam completamente mesmo quando a gente se perde no mundo dos sonhos. Embora possamos pensar no sono como um tempo pra descanso, é também um momento em que nossos cérebros estão se adaptando e ainda processando o mundo ao nosso redor—só de um jeito meio sonolento. À medida que os pesquisadores continuam a estudar esse domínio fascinante, podemos lentamente começar a descobrir ainda mais sobre essa interação misteriosa entre sono e nossos processos cognitivos.

Então, da próxima vez que você se sentir envergonhado por Dormir no trabalho ou enquanto assiste TV, lembre-se que seu cérebro ainda tá fazendo o trabalho dele, mesmo que não esteja sempre a mil por hora!

Fonte original

Título: Reduced and Redundant: Information Processing of Prediction Errors during Sleep

Resumo: During sleep, the human brain transitions to a sentinel processing mode, enabling the continued processing of environmental stimuli despite the absence of consciousness. Going beyond prior research, we employed advanced information-theoretic analyses, including mutual information (MI) and co-information (co-I), alongside event-related potential (ERP) and temporal generalization analyses (TGA), to characterize auditory prediction error processing across wakefulness and sleep. We hypothesized that a shared neural code would be present across sleep stages, with deeper sleep being associated with reduced information content and increased information redundancy. To investigate this, twenty-nine young healthy participants were exposed to an auditory local-global oddball paradigm during wakefulness and continued during an 8-hour sleep opportunity monitored via polysomnography. We focused on local mismatch responses to a deviating fifth tone following four standard tones. ERP analyses showed that prediction error processing continued throughout all sleep stages (N1-N3, REM). Mutual information analyses revealed a substantial reduction in the amount of encoded prediction error information during sleep, although ERP amplitudes increased with deeper NREM sleep. In addition, co-information analyses showed that neural dynamics became increasingly redundant with increasing sleep depth. Temporal generalisation analyses revealed a largely shared neural code between N2 and N3 sleep, although it differed between wakefulness and sleep. Here, we showed how the neural code of the sentinel processing mode changes from wake to light to deep sleep and REM, characterised by more redundant and less rich neural information in the human cortex as consciousness wanes. This altered stimulus processing reveals how neural information changes with the changes of consciousness states as we traverse the night.

Autores: Christine Blume, Marina Dauphin, Maria Niedernhuber, Manuel Spitschan, Martin P. Meyer, Christian Cajochen, Tristan Bekinschtein, Andrés Canales-Johnson

Última atualização: 2024-12-11 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.06.627143

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.06.627143.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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