O que é a 'zona incerta' do cérebro, que intriga cientistas há quase 150 anos

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Cientistas têm noção de que a zona incerta desempenha um papel em processos-chave do corpo humano, como a memória.
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Por BBC
10/04/2023 13h45 Atualizado há uma hora
Postado em 10 de abril de 2023 às 14h45m

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Cientistas têm noção de que a zona incerta desempenha um papel em processos-chave do corpo humano, como a memória — Foto: Getty Images via BBC

O cérebro humano é um órgão tão poderoso quanto misterioso.

Nesta massa de aproximadamente 1,5 kg habitam cerca de 86 bilhões de neurônios que compõem a massa cinzenta. Isso é quase igual ao número de estrelas na Via Láctea.

Esses neurônios se conectam entre si por meio de sinapses. Estima-se que o número de sinapses no cérebro humano seja próximo a um quatrilhão, ou seja, 1 seguido de 15 zeros.

Os cientistas sabem que essas conexões existem, mas ainda não conseguem descobrir exatamente como e onde toda a informação que chega e sai do nosso cérebro é produzida, armazenada e processada graças a essas sinapses.

Um exemplo desses enigmas do cérebro e da memória é a chamada "zona incerta" — uma região sobre a qual há mais perguntas do que respostas.

O primeiro a descrever essa parte do cérebro foi o neuroanatomista suíço Auguste-Henri Forel, em 1877.

"É uma região sobre a qual nada pode ser dito com certeza", escreveu Forel.

Ilustração de uma sinapse entre dois neurônios — Foto: Getty Images via BBC

Hoje, quase 150 anos depois, a situação permanece praticamente a mesma. Apesar de todos os avanços da medicina e da tecnologia, ninguém realmente entende o que é a zona incerta.

No entanto, os especialistas têm noção de que a zona incerta desempenha um papel em processos-chave do corpo humano, como a memória.

Mesmo assim, ela ainda é uma parte pouco estudada do corpo.

Mas estudos recentes encontraram novas informações sobre essa região importante, mas negligenciada, do nosso cérebro.

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Poucas certezas

A zona incerta é uma faixa de massa cinzenta localizada na área central do cérebro.

"É como uma folha de neurônios que se estende entre o tálamo e o hipotálamo", disse Huizhong Tao, professor de fisiologia e neurociências da University of Southern California, à BBC News Mundo, o serviço em espanhol da BBC.

Ao longo da zona incerta, pelo menos quatro sub-regiões foram identificadas, cada uma associada a um papel específico, que variam de funções motoras e viscerais a excitação e atenção.

A zona incerta também tem sido associada a funções como sono, regulação da dor e aprendizado, explica Huizhong.

E um estudo recente em camundongos mostrou que a zona também pode desempenhar um papel importante na consolidação da memória de longo prazo.

Mas além disso, pouco se sabe sobre os mecanismos sob os quais essa zona do cérebro atua e como se comunica com outras regiões do cérebro para realizar tarefas.

Por exemplo, a zona incerta é uma das poucas regiões comumente visadas para estimulação em pacientes com Parkinson, mas os cientistas não sabem ao certo por que ela tem a capacidade de aliviar os sintomas da doença.

Por que é difícil estudar essa zona?

A zona incerta é uma estrutura fina, localizada no fundo do cérebro, por isso é difícil de estudá-la em pessoas vivas, diz Huizhong.

Além disso, explica o especialista, a composição química e celular dessa membrana é complexa.

Cada uma de suas subdivisões aparentemente tem funções distintas, e seus neurônios envolvem a ação de até 20 neurotransmissores diferentes, dificultando sua análise como um todo.

E, como se isso não bastasse, "sua conexão com outras partes do cérebro é extremamente complexa", diz Huizhong.

A zona incerta se comunica com quase todos os centros dos circuitos neurais, desde o córtex cerebral até a medula espinhal, o que também ajuda a explicar por que ela está envolvida em papéis tão diversos. 

O que se descobriu?

Um estudo recente em camundongos, conduzido pela Universidade de Freiburg e pelo Instituto Max Planck para Pesquisa do Cérebro na Alemanha, encontrou novas evidências de que a zona incerta pode desempenhar um papel fundamental na atenção e na memória duradoura.

A análise mostrou que a zona incerta tem uma conexão particular com o neocórtex cerebral, a maior e mais evoluída região do cérebro.

Nos humanos, o neocórtex é considerado o maior depósito de memórias de longo prazo. Também é responsável por várias das funções cognitivas que nos distinguem, como o raciocínio, a consciência e a linguagem.

Porém, não se sabe exatamente como as memórias e experiências chegam e ficam armazenadas ali.

A zona incerta desempenha um papel na consolidação da memória — Foto: Getty Images via BBC

Sinais internos e externos

Para formar novas memórias, o cérebro deve fazer uma conexão entre os estímulos sensoriais que vêm de fora e os sinais internos que contêm informações de experiências passadas.

Para fazer isso, os neurônios trocam sinais que excitam (ativam) ou inibem (desativam) certas áreas do cérebro conforme necessário.

No passado, os estudos se concentravam em observar o efeito que os sinais de excitação tinham sobre o aprendizado e a memória.

Este novo estudo concentrou-se em sinais inibitórios decorrentes da zona incerta.

Cientistas observaram que a zona incerta desempenha um papel no aprendizado e na memória, não pela excitação de outros neurônios, mas pela inibição.

Essa inibição acaba criando uma "rede de inibição" que desativa certas conexões para otimizar o fluxo de conexões excitatórias em outras áreas.

Essa "rede inibitória" poderia ser comparada a um sistema de semáforos que se coordenam entre si para interromper o tráfego em algumas ruas e, assim, permitir que ele flua mais rapidamente em outras.

"O que observamos foi uma redistribuição completa da inibição dentro do sistema", diz Anna Schroeder, principal autora do estudo.

Por meio desse mecanismo, o resultado líquido é uma excitação dos circuitos do neocórtex para facilitar o aprendizado.

Por que isso é importante?

"Este estudo é muito interessante", diz Huizhong, que não participou da pesquisa.

"Ele oferece novas visões sobre mecanismos neurais para aprendizagem e memória."

Os autores da pesquisa afirmam que entender os mecanismos pelos quais as memórias são formadas pode ser útil para tratamentos contra perda de memória, transtornos de ansiedade ou Parkinson.

Eles ainda mencionam que a zona pode ter implicações para o desenvolvimento de inteligência artificial e desenvolvimento de software.

Por enquanto, porém, eles estão convencidos de que seu estudo serve para "inspirar outros pesquisadores" a continuar procurando pistas para resolver o mistério da zona incerta.

- Este texto foi publicado em https://www.bbc.com/portuguese/articles/cd1yg3w1dweo

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O que pode acontecer com organismo de homem que vai viver 100 dias debaixo d’água

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Ex-mergulhador da Marinha, Dituri está morando desde 1º de março em um espaço de 55 m², nove metros abaixo da superfície do mar.
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Por Bradley Elliott, BBC
09/04/2023 18h55 Atualizado há uma hora
Postado em 09 de abril de 2023 às 19h55m

 #.*Post. - N.\ 10.752*.#

O que pode acontecer com organismo de homem que vai viver 100 dias debaixo d’água. — Foto: Divulgação Joseph Dituri, USF via BBC

Quando o assunto é pesadelo, ficar preso em uma pequena caixa debaixo d’água provavelmente está no topo da lista de muita gente. Mas há um professor americano fazendo isso de propósito.

Joe Dituri, ex-mergulhador da Marinha americana e especialista em engenharia biomédica, está morando desde 1º de março em um espaço de 55 m², a 10 metros de profundidade, no arquipélago de Flórida Keys, nos Estados Unidos.

O plano dele é permanecer ali por 100 dias. Se conseguir, vai quebrar o recorde de mais tempo morando embaixo d'água.

Dituri está realizando pesquisas sobre os efeitos da pressão hiperbárica — quando a pressão do ar é maior do que seria ao nível do mar — no corpo humano. Ele espera usar o tempo submerso para analisar o impacto de viver neste ambiente de alta pressão sobre a sua saúde.

É interessante observar que a empreitada de Dituri é muito diferente de viver em um submarino. Os submarinos são vedados quando submergem e mantidos sob a pressão a nível do mar. Isso significa que não há uma diferença significativa de pressão, mesmo quando o submarino se encontra a centenas de metros de profundidade.

Mas o habitat subaquático de Dituri não tem escotilhas sólidas, tampouco uma antecâmara, entre o oceano e o espaço seco onde ele vive, como os submarinos.

Imagine um copo d’água virado de cabeça para baixo e colocado dentro de uma pia cheia de água. Ainda haverá um bolsão de ar no topo, que é o espaço em que Dituri vive, com uma poça de água no chão de um cômodo, proveniente do oceano lá fora.

Isso significa que o ar no interior do seu alojamento é comprimido pelo peso do oceano, aumentando a pressão do ar à sua volta. A uma profundidade de nove metros, a pressão do ar dentro desse habitat é cerca de duas vezes maior do que a que ele está acostumado a suportar em terra firme.

Sob pressão

Poucas pesquisas investigaram os efeitos da exposição de longo prazo à pressão hiperbárica sobre o corpo humano.

Dituri foi submetido a uma série de testes físicos e psicológicos antes de embarcar no desafio. — Foto: Divulgação Joseph Dituri, USF via BBC

Como todo mergulhador profissional sabe, a pressão hiperbárica pode representar uma ameaça bastante real. Nossos corpos foram adaptados por gerações de evolução para as condições ao nível do mar, onde os dois principais gases envolvidos na respiração (o oxigênio e o dióxido de carbono) são os únicos que circulam livremente entre os nossos pulmões e o sangue.

Mas, à medida que a pressão aumenta, o nitrogênio do ar é forçado a atravessar as delicadas paredes dos nossos pulmões e entra no sangue. Isso pode causar uma série de efeitos prejudiciais.

Em profundidades de 10 a 30 metros, o aumento da pressão pode provocar uma leve euforia e humor positivo. A mais de 30 metros, pode gerar um comportamento similar à embriaguez — daí o nome "narcose".

Os cientistas não compreendem totalmente por que isso acontece, mas a causa pode estar relacionada a alterações na forma de sinalização dos neurotransmissores entre os neurônios no cérebro.

Felizmente, este não será um risco para Dituri, uma vez que ele se encontra a uma profundidade de apenas 10 metros.

Alterações na saúde

Mas Dituri pode esperar outras mudanças físicas enquanto morar no alojamento subaquático.

Embora o habitat de Dituri tenha janelas grandes, ele será exposto apenas à metade da luz solar que atinge a Terra. Isso pode causar problemas no seu ritmo circadiano — o "relógio" interno que controla várias funções do corpo, incluindo nosso ciclo de sono e vigília —, que depende da luz do dia. E pode resultar em distúrbios no sono.

Outro desafio para Dituri será conseguir vitamina D em quantidade suficiente. Para fabricar esta vitamina, a pele precisa estar exposta aos raios ultravioleta, normalmente provenientes do Sol. É provável, portanto, que Dituri não produza vitamina D suficiente enquanto estiver vivendo em seu ambiente subaquático.

Mas Dituri pode ter mudanças físicas enquanto viver em alojamento subaquático. — Foto: Divulgação Joseph Dituri, USF via BBC

A vitamina D desempenha papéis importantes na manutenção da densidade óssea, função muscular e imunidade.

Uma pesquisa com pessoas que moraram em um habitat subaquático, administrado pela Nasa, como um voo espacial análogo, mostrou que elas apresentavam função imunológica reduzida após apenas 14 dias de permanência.

Dituri vai precisar obter vitamina D a partir de outras fontes — como alimentos ricos no nutriente, suplementos ou lâmpadas ultravioleta — para minimizar a redução da sua função imunológica.

Embora ele esteja vivendo sozinho, astronautas que viveram em ambientes similares relataram a ocorrência de infecções latentes. São vírus que muitos de nós carregamos e que nosso sistema imunológico normalmente mantém sob controle. Isso também pode fazer com que Dituri fique doente se a sua função imunológica oscilar.

Além de uma quantidade mínima de caminhada em um habitat muito pequeno, o único exercício que Dituri poderá fazer é nadar. Como nadar não exige sustentação de peso, é provável que haja perda de massa óssea e muscular, que podem ser similares às sofridas pelos astronautas durante longas missões na Estação Espacial Internacional (mas não tão extremas).

Acrescentar alguns exercícios de resistência, como agachamentos e afundos, pode ajudar Dituri a compensar as perdas de massa óssea e muscular.

Efeitos de longo prazo

Embora o habitat subaquático de Dituri seja diferente dos submarinos, o período de tempo que ele vai passar ali dentro não é diferente do suportado por muitas tripulações submarinas.

Sabemos por meio de pesquisas com tripulantes de submarinos que mesmo poucos meses abaixo da superfície podem ter efeitos de longo prazo, apesar das medidas para evitar que isso aconteça.

Mesmo depois de dois meses abaixo do nível do mar, por exemplo, tripulantes de submarinos ainda apresentavam distúrbios nos padrões de sono e problemas com os níveis de certos hormônios relacionados ao sono. Eles também sofreram perda de massa óssea e muscular.

Tudo isso reforça a importância de que Dituri consiga praticar exercícios e obter vitamina D em quantidade suficiente.

É claro que resta saber qual será o efeito de longo prazo da pressão hiperbárica sobre Dituri. Os estudos que temos sobre os efeitos da pressão hiperbárica analisaram apenas a exposição a curto prazo, que pode ter apresentado efeitos positivos na cicatrização de feridas.

Este será um feito fisiologicamente e, possivelmente, psicologicamente desafiador. E, embora Dituri seja apenas uma pessoa, os dados do seu experimento ainda serão úteis para este campo de estudos.

*Bradley Elliott é professor de fisiologia da Universidade de Westminster, em Londres, no Reino Unido.

Este artigo foi publicado originalmente no site de notícias acadêmicas The Conversation e republicado sob licença Creative Commons. Leia aqui a versão original em inglês.

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Como celulares mudaram nossos cérebros

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Um estudo recente concluiu que os adultos norte-americanos consultam seus celulares, em média, 344 vezes por dia – uma vez a cada quatro minutos
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Por Amanda Ruggeri, BBC
08/04/2023 14h09 Atualizado há uma hora
Postado em 08 de abril de 2023 às 15h10m

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Pessoas na frente do celular — Foto: GETTY IMAGES via BBC

Como muitos de nós, passo tempo demais no meu celular. E, como muitos de nós, sou totalmente consciente e costumo me sentir culpada por isso.

Às vezes, deixo o telefone no outro lado da casa ou o desligo, para usar menos. Mas, no fim, acabo atravessando o corredor mais cedo do que gostaria de admitir, para fazer algo que só posso fazer com o celular – ou que ele me permite fazer com mais eficiência.

Preciso pagar uma conta? Celular. Marcar para tomar café com uma amiga? Celular. Mandar mensagem para a família que mora longe? Celular.

Verificar a previsão do tempo, anotar uma ideia de reportagem, tirar uma foto, fazer um vídeo, criar um álbum de fotos, ouvir um podcast, pegar indicações de trajeto, fazer um cálculo rápido... até acender a lanterna? Celular, celular e celular.

Um estudo recente concluiu que os adultos norte-americanos consultam seus celulares, em média, 344 vezes por dia – uma vez a cada quatro minutos. Ao todo, eles passam quase três horas por dia nos aparelhos.

O problema, para muitos de nós, é que uma tarefa rápida no celular leva a uma rápida verificação do e-mail ou das redes sociais. Até que, de repente, você acaba sendo sugado pela tela que rola sem parar.

É um círculo vicioso. Quanto mais úteis são os nossos celulares, mais nós os usamos. Quanto mais os usamos, mais caminhos neurais criamos no nosso cérebro para nos fazer pegar o telefone para qualquer tarefa que surja – e mais vontade sentimos de consultar o aparelho, mesmo quando não precisamos.

Há 50 anos, Martin “Marty” Cooper fez a primeira chamada de um telefone móvel. Ele mesmo fabricou o aparelho – um telefone bege, do tamanho de um tijolo, muito diferente dos smartphones atuais, que são finos e revestidos de vidro.

O aparelho de Cooper não tinha câmera e não enviava mensagens de texto. Sua bateria permitia apenas 30 minutos de conversa – e levava 10 horas para carregar. Hoje, ele não pensa nos smartphones modernos como um aparelho para fazer chamadas telefônicas.

“Realmente, ele não é um telefone muito bom em muitos aspectos”, afirma Cooper. “Pense um pouco. Você pega um pedaço de plástico e vidro, que é plano, e coloca contra a curvatura da sua cabeça. Sua mão fica em uma posição desconfortável.”

Deixando de lado essa dificuldade e as preocupações com aspectos específicos do nosso mundo hiperconectado (como as redes sociais, com seus filtros de beleza cada vez mais realistas), o que a nossa dependência do telefone celular está fazendo com os nossos cérebros? Tudo é ruim ou existe algum aspecto positivo?

Cérebro ‘drenado’

É fácil imaginar que, com a nossa dependência dos aparelhos cada vez maior ano após ano, as pesquisas enfrentem dificuldades para acompanhar esse crescimento. O que sabemos é que a simples distração de verificar o celular ou observar uma notificação pode trazer consequências negativas.

Também não é algo muito surpreendente, mas já que sabemos que, em geral, a realização simultânea de várias tarefas prejudica nossa memória e desempenho.

Um dos exemplos mais perigosos é o uso do celular ao dirigir. Um estudo concluiu que o simples ato de falar ao telefone, sem enviar mensagens de texto, é suficiente para reduzir a velocidade de reação dos motoristas na estrada.

E isso também é válido para as tarefas menos arriscadas do dia a dia. Em um estudo, ouvir um simples sinal sonoro de notificação fez com que os participantes apresentassem desempenho muito inferior em uma determinada tarefa. Eles se saíram quase tão mal quanto os participantes que falavam ou enviavam mensagens de texto no celular durante o trabalho.

E não é apenas o uso do celular que traz consequências. Sua simples presença pode afetar a forma como pensamos.

Em outro estudo recente, os pesquisadores pediram aos participantes que colocassem seus celulares ao lado deles para que ficassem visíveis (sobre uma mesa, por exemplo), perto e fora de vista (como em uma bolsa ou no próprio bolso) ou em outra sala. Em seguida, os participantes realizaram uma série de tarefas para testar sua capacidade de processar e relembrar informações, de se concentrar e de resolver problemas.

Concluiu-se que o desempenho foi muito melhor quando os telefones estavam em outra sala e não próximos, quer estivessem eles visíveis ou invisíveis, ligados ou não. O mesmo resultado foi obtido até quando a maioria dos participantes afirmava não estar pensando conscientemente nos seus aparelhos.

Aparentemente, a simples proximidade do celular contribui para a “drenagem do cérebro”.

O nosso cérebro parece trabalhar muito no subconsciente para inibir o desejo de verificar o celular ou acompanhar constantemente o ambiente para saber se devemos pegar o telefone — por exemplo, quando esperamos uma notificação. De qualquer forma, esse desvio de atenção pode dificultar a realização de qualquer tarefa.

Uma rápida tarefa no telefone celular, muitas vezes, pode nos levar a um buraco de minhoca digital que consome nosso tempo e aumenta nossa carga mental — Foto: GETTY IMAGES via BBC

Os pesquisadores concluíram que a única solução é colocar o aparelho em uma sala totalmente diferente.

Estas são as más notícias, ou parte delas. Mas os pesquisadores concluíram mais recentemente que também pode haver um lado positivo na nossa dependência do telefone celular.

É uma crença comum, por exemplo, que depender do telefone para tudo atrofia nossa capacidade de memória. Mas esta pode não ser uma conclusão tão simples.

Em um estudo recente, voluntários receberam uma tela com círculos numerados que eles precisavam arrastar para um lado ou para o outro. Quanto maior o número no círculo, mais os voluntários receberiam se o movessem para o lado certo.

Metade dos participantes pôde anotar na tela quais círculos deveriam ir para qual lado. A outra metade precisou confiar apenas na memória.

É claro que o acesso aos lembretes digitais ajudou no desempenho. O surpreendente foi que os participantes que usavam os lembretes não recordavam melhor apenas os círculos anotados (os que tinham valor mais alto), mas também os círculos que não haviam sido registrados!

Pessoa ao celular — Foto: GETTY IMAGES via BBC

Os pesquisadores acreditam que, ao confiar as informações mais importantes (os círculos de valor mais alto) ao aparelho, a memória dos participantes ficava liberada para armazenar as informações de menor valor.

A desvantagem foi que, quando os participantes não tinham mais acesso aos lembretes, a lembrança dos círculos de valor mais baixo persistiu, mas eles não conseguiam mais se lembrar dos valores mais altos.

Muitos anos de pesquisa ainda serão necessários para podermos saber exatamente o que a nossa dependência do telefone celular está fazendo com a nossa força de vontade e com a nossa cognição a longo prazo. Até lá, existe outro caminho para tentar reduzir seus efeitos nocivos. E tem a ver com a forma como pensamos sobre o nosso cérebro.

Como meu antigo colega David Robson escreveu no seu livro The Expectation Effect (“O efeito da expectativa”, em tradução livre), pesquisas recentes questionaram a crença de que, se exercitarmos nossa força de vontade de certa forma (por exemplo, resistindo subconscientemente a verificar nosso celular), nós “esgotamos” nossas reservas gerais, o que dificultaria substancialmente nossa concentração em outras tarefas.

Isso pode ser verdade, mas Robson escreve que depende muito daquilo em que acreditamos.

Indivíduos que acreditam que o nosso cérebro tem recursos “limitados” — ou seja, que pensam que resistir a uma tentação diminua nossa resistência à próxima — de fato são mais propensos a exibir este fenômeno durante os estudos.

Mas existem pessoas que acham que, quanto mais resistirmos às tentações, mais fortalecemos nossa capacidade de continuar resistindo – em outras palavras, que o nosso cérebro tem recursos ilimitados. Para eles, exercer o autocontrole ou a fadiga mental em uma tarefa não prejudica o nosso desempenho na tarefa seguinte.

O mais fascinante que é a visão limitada ou ilimitada do cérebro, em grande parte, pode ser cultural. E que as pessoas de países ocidentais podem ter maior tendência a acreditar que a mente é limitada do que as que vivem em outras culturas, como a Índia, por exemplo.

Mas o que podemos tirar de tudo isso? Bem, para reduzir a quantidade de vezes que verifico meu celular, vou praticar deixá-lo em outra sala.

Mas também vou me lembrar que o meu cérebro tem mais recursos do que imagino – e que, sempre que eu resistir à tentação de consultar meu celular, meu cérebro irá criar novos caminhos neurais que vão tornar cada vez mais fácil resistir a esta e talvez a outras tentações no futuro.

OBS: Ao preparar esta reportagem, a autora parou de escrever para verificar seu celular apenas uma vez e acabou rolando a tela por cerca de cinco minutos. Considerando a frequência com que ela pensou em celulares enquanto escrevia, ela considera este índice uma vitória.

Texto originalmente publicado em https://www.bbc.com/portuguese/articles/c6pln490eleo

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