Cientistas descobrem padrão universal de frequências de ondas cerebrais

Ao contrário das camadas mais internas, as camadas mais externas do cérebro produzem ondas mais energéticas, que se associam a ritmos mais rápidos. Esta descoberta promete ajudar no diagnóstico de doenças como o Alzheimer e o Parkinson.

Um estudo inovador, liderado por uma equipa de cientistas do Massachusetts Institute of Technology (MIT), introduz um conceito que pode revolucionar a compreensão dos padrões de atividade cerebral. Publicado na revista Nature Neuroscience, no passado dia 18 de janeiro, o estudo revela a existência de um padrão universal, presente em diversas regiões corticais e em vários mamíferos.

Em entrevista ao MIT News, Robert Desimone, diretor do Instituto para Pesquisa Cerebral do MIT e um dos autores do artigo, afirma:

“Sabe-se que a atividade neural excessivamente sincronizada desempenha um papel na epilepsia. Agora, suspeitamos que diferentes patologias de sincronia podem contribuir para muitos distúrbios cerebrais, incluindo distúrbios da percepção, atenção, memória e controlo motor. Numa orquestra, um instrumento tocado fora de sincronia com os restantes pode perturbar a coerência de toda a peça musical.”

O padrão rítmico descoberto pela equipa de cientistas, denominado “motivo espetrolaminar”, resulta no aprimoramento do conhecimento acerca de ondas cerebrais e a sua influência nos mecanismos dos processos cognitivos. Mendoza-Halliday, um dos autores principais do artigo, em entrevista ao referido jornal, explica:

“Fizemos uma análise em massa dos dados, para ver se conseguíamos encontrar o mesmo padrão em todas as áreas do cortex, e voilà, estava em todo o lado.”

Os cientistas verificaram que este padrão não só está presente no cérebro humano, como também em saguis, macacos e ratinhos, sendo, no entanto, mais semelhantes entre humanos e primatas.

O cortex cerebral

O córtex é a parte do cérebro que surgiu mais tarde na evolução da vida na Terra. Ao contrário de muitas das estruturas que existem noutras regiões cerebrais, algumas das suas funções não estão diretamente relacionadas com a sobrevivência. É, por outro lado, responsável pela perceção, linguagem, memória e consciência.

O córtex está dividido em 6 camadas com apenas alguns milímetros de espessura. Cada uma delas é constituída por diferentes tipos de neurónios, associados a funções distintas.

Ondas cerebrais

As ondas cerebais são padrões rítmicos de atividade elétrica do cérebro, que refletem diferentes estados mentais.

Cada neurónio, uma das principais células que constitui o cérebro, comunica com os neurónios à sua volta através de impulsos elétricos. Quando vários neurónios são ativados em simultâneo, a atividade elétrica de cada um é combinada, produzindo correntes elétricas com intensidade mensurável.

Existem vários tipos de ondas cerebrais, classificadas de acordo com a sua energia. As ondas delta são as de menor frequência, isto é, as menos energéticas, e estão associadas ao sono; as teta, ligeiramente mais energéticas, refletem estados de relaxação profunda. Seguidamente, por ordem crescente de energia, as ondas alfa são indicativas de relaxamento e reflexão; as beta refletem ocupação cerebral e, por vezes, ansiedade. Por fim, as mais energéticas são as ondas gama, relacionadas com concentração e resolução de problemas.

A monitorização das ondas cerebrais é crucial para perceber os diferentes estados mentais, diagnosticar doenças cognitivas e perceber os mecanismos por trás das emoções, cognição e, no geral, da função cerebral.

Representação dos diferentes tipos de ondas cerebrais.

Próximos passos

No artigo, os autores referem que o principal objetivo a longo prazo é definir uma teoria que explique como é que todas as áreas corticais conseguem realizar funções tão diferentes, apesar de todas possuírem o mesmo circuito elétrico, com apenas ligeiras variações. Para tal, o motivo espetrolaminar que descobriram pode ser a ponte que faltava entre a anatomia das camadas do córtex e a sua atividade elétrica.

De igual forma, os cientistas pretendem agora perceber como é que a medição destas frequências pode ajudar a diagnosticar doenças. A hipótese que sugerem é que um desiquilíbrio na produção de ondas cerebrais pode impactar o equilíbrio funcional do cérebro. Por exemplo, um excesso de produção de ondas energéticas pode contribuir para o desenvolvimento de défices de atenção, como a Perturbação de Hiperatividade com Défice de Atenção (PHDA). Por outro lado, ondas lentas em excesso podem estar associadas a condições como a esquizofrenia.

Esta descoberta reafirma a notável precisão do funcionamento cerebral, destacando a importância da harmonia entre quantidades certas de ondas rápidas e lentas.

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Artigo redigido por Isabel Sousa. Revisto por Joana Silva.