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Durante o sono, a reação do cérebro ao som permanece forte, mas ...

Durante o sono, a reação do cérebro ao som permanece forte, mas ...

O sono fornece uma chave importante para o mistério da consciência

Uma nova descoberta da Universidade de Tel Aviv pode fornecer a chave para um grande enigma científico: como o cérebro acordado transforma a entrada sensorial em uma experiência consciente? O estudo inovador se baseou em dados coletados de eletrodos implantados, para fins médicos, nas profundezas do cérebro humano. A informação foi utilizada para examinar as diferenças entre a resposta do córtex cerebral aos sons no sono versus vigília, em uma resolução de neurônios individuais.

Os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir que a resposta do cérebro ao som permanece poderosa durante o sono em todos os parâmetros, exceto um: o nível de ondas alfa-beta associadas à atenção à entrada auditiva e expectativas relacionadas. Isso significa que durante o sono, o cérebro analisa a entrada auditiva, mas é incapaz de se concentrar no som ou identificá-lo e, portanto, não ocorre nenhuma percepção consciente.

O estudo foi liderado pela Dra. Hanna Hayat e com grande contribuição do Dr. Amit Marmelshtein, no laboratório do Prof. Yuval Nir da Escola de Medicina, da Escola de Neurociências Sagol e do Departamento de Engenharia Biomédica, e co-supervisionado pelo Prof. Itzhak Fried do Centro Médico da UCLA. Outros participantes incluíram: Dr. Aaron Krom e Dr. Yaniv Sela do grupo do Prof. Nir, e Dr. Ido Strauss e Dr. Firas Fahoum do Centro Médico Tel Aviv Sourasky (Ichilov). O artigo foi publicado na revista Nature Neuroscience .

Prof. Nir: "Este estudo é único porque se baseia em dados raros de eletrodos implantados profundamente no cérebro humano, permitindo o monitoramento de alta resolução, até o nível de neurônios individuais, da atividade elétrica do cérebro. Por razões compreensíveis, os eletrodos não pode ser implantado no cérebro de humanos vivos apenas para fins de pesquisa científica. Mas neste estudo, pudemos utilizar um procedimento médico especial no qual eletrodos foram implantados no cérebro de pacientes com epilepsia, monitorando a atividade em diferentes partes de seus cérebro para fins de diagnóstico e tratamento. Os pacientes se ofereceram para ajudar a examinar a resposta do cérebro à estimulação auditiva em vigília versus sono."

Os pesquisadores colocaram alto-falantes emitindo vários sons ao lado do leito dos pacientes e compararam os dados dos eletrodos implantados - atividade neural e ondas elétricas em diferentes áreas do cérebro - durante a vigília versus vários estágios do sono. Ao todo, a equipe coletou dados de mais de 700 neurônios, cerca de 50 neurônios em cada paciente, ao longo de 8 anos.

Dr. Hayat: "Depois que os sons são recebidos no ouvido, os sinais são retransmitidos de uma estação para outra dentro do cérebro. Até recentemente, acreditava-se que durante o sono esses sinais decaíam rapidamente quando alcançavam o córtex cerebral. dados dos eletrodos, ficamos surpresos ao descobrir que a resposta do cérebro durante o sono era muito mais forte e rica do que esperávamos. Além disso, essa resposta poderosa se espalhou para muitas regiões do córtex cerebral. A força da resposta cerebral durante o sono foi semelhante à a resposta observada durante a vigília, em todos, exceto em uma característica específica, onde uma diferença dramática foi registrada: o nível de atividade das ondas alfa-beta".

Os pesquisadores explicam que as ondas alfa-beta (10-30Hz) estão ligadas a processos de atenção e expectativa que são controlados pelo feedback de regiões superiores do cérebro. À medida que os sinais viajam 'de baixo para cima' dos órgãos sensoriais para as regiões superiores, também ocorre um movimento 'de cima para baixo': as regiões superiores, contando com informações anteriores que se acumularam no cérebro, agem como um guia, enviando sinais para baixo. instruir as regiões sensoriais sobre qual entrada focar, qual deve ser ignorada, etc. Assim, por exemplo, quando um certo som é recebido no ouvido, as regiões superiores podem dizer se é novo ou familiar, e se merece atenção ou não. Esse tipo de atividade cerebral se manifesta na supressão de ondas alfa-beta e, de fato, estudos anteriores mostraram um alto nível dessas ondas em estados de repouso e anestesia.

O Prof Nir resume: "Nossas descobertas têm amplas implicações além deste experimento específico. Primeiro, elas fornecem uma chave importante para um enigma antigo e fascinante: Qual é o segredo da consciência? Qual é o 'fator X', a atividade cerebral que é exclusivo da consciência, permitindo-nos estar cientes das coisas que acontecem ao nosso redor quando estamos acordados e desaparecem quando dormimos?Neste estudo descobrimos uma nova pista, e em pesquisas futuras pretendemos explorar mais os mecanismos responsáveis ​​por essa diferença.

baixos níveis de ondas alfa-beta em resposta ao som podem sugerir que uma pessoa considerada inconsciente pode de fato perceber e entender as palavras ditas ao seu redor. Esperamos que nossas descobertas sirvam de base para o desenvolvimento de novos métodos eficazes para medir o nível de consciência de indivíduos que supostamente estão em vários estados de inconsciência".

Fonte da história:

Materiais fornecidos pela Universidade de Tel-Aviv . Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.

Referência do jornal :

  1. Hanna Hayat, Amit Marmelshtein, Aaron J. Krom, Yaniv Sela, Ariel Tankus, Ido Strauss, Firas Fahoum, Itzhak Fried, Yuval Nir. Redução da sinalização de feedback neural, apesar das respostas auditivas robustas dos neurônios e gama durante o sono humano . Natureza Neurociência , 2022; DOI: 10.1038/s41593-022-01107-4

Citar esta página :

Universidade de Tel-Aviv. “Durante o sono, a reação do cérebro ao som permanece forte, mas uma característica crítica da atenção consciente desaparece: o sono fornece uma chave importante para o mistério da consciência”. ScienceDaily. ScienceDaily, 12 de julho de 2022. .

Universidade de Tel-Aviv

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