O que veio primeiro: o cérebro ou o sono? A Ciência respondeu

O nosso cérebro precisa de dormir para funcionar corretamente. Porém, não é preciso um cérebro para dormir. Num novo estudo, uma equipa de investigadores identificou um estado semelhante ao sono num animal minúsculo de água doce, que tem uma anatomia simples e não tem cérebro.

Quando e porque é que os animais começaram a precisar de dormir? Ter um cérebro é mesmo um pré-requisito? Estas são as questões que os investigadores estão a tentar responder para perceber a relação entre o cérebro e o sono.

Uma equipa internacional de cientistas mostrou que um animal minúsculo de água doce, chamado hidra, não só mostra sinais de um estado semelhante ao do sono, apesar da falta de sistema nervoso central, mas também responde a moléculas associadas ao sono em animais mais evoluídos.

Embora o comportamento do sono também tenha sido encontrado recentemente em água-viva, parente das hidras e membro do filo Cnidaria, o novo estudo da Universidade de Kyushu e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan, no Japão, revelou que vários produtos químicos que provocam sonolência em humanos têm efeitos semelhantes na espécie Hydra vulgaris.

Com apenas alguns centímetros de comprimento, as hidras aquáticas têm uma rede difusa de nervos, mas carecem da centralização associada a um cérebro. Embora o sono seja frequentemente controlado com base na medição das ondas cerebrais, essa não é uma opção para animais minúsculos e sem cérebro.

Taichi Q. Itoh / Kyushu University

Hidra aquática

Como alternativa, os investigadores usaram um sistema de vídeo para rastrear o movimento e determinar quando as hidras estavam num estado de sono, caracterizado por movimento reduzido – que poderia ser interrompido com um flash de luz. Em vez de se repetir a cada 24 horas como um ritmo circadiano, os cientistas descobriram que as hidras exibem um ciclo de quatro horas de estados ativos e semelhantes ao sono.

Os investigadores descobriram também muitas semelhanças relacionadas com a regulação do sono ao nível molecular e genético, independentemente da posse de um cérebro.

A exposição das hidras à melatonina, um auxílio para dormir, aumentou moderadamente a quantidade e a frequência do sono, enquanto o neurotransmissor inibitório GABA, outra substância química ligada à atividade do sono em muitos animais, aumentou muito a atividade do sono. Por outro lado, a dopamina, que causa excitação em muitos animais, promoveu o sono nas hidras.

“Enquanto alguns mecanismos do sono parecem ter sido conservados, outros podem ter mudado de função durante a evolução do cérebro“, disse Taichi Q. Itoh, professor assistente da Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Kyushu, num comunicado divulgado pelo EurekAlert.

“Agora temos fortes evidências de que os animais devem ter adquirido a necessidade de dormir antes de terem um cérebro”, disse Itoh. “Com base nas nossas descobertas e relatórios anteriores sobre águas-vivas, podemos dizer que a evolução do sono é independente da evolução do cérebro“.

Numa outra experiência, os cientistas usaram vibrações e mudanças de temperatura para perturbar o sono das hidras e induzir sinais de privação de sono, fazendo com que aqueles organismos dormissem mais no dia seguinte, suprimindo a proliferação celular.

O estudo revelou que a privação levou a mudanças na expressão de 212 genes, incluindo um relacionado ao PRKG, uma proteína envolvida na regulação do sono numa ampla gama de animais, incluindo camundongos, moscas de frutas e nematóides.

A interrupção de outros genes de mosca-das-frutas, que parecem partilhar uma origem evolutiva comum com aqueles relacionados com o sono em hidras, alterou a duração do sono em moscas-das-frutas.

“Ainda existem muitas questões sobre como o sono surgiu nos animais, mas as hidras são criaturas fáceis de manusear para investigar mais detalhadamente os mecanismos que produzem o sono em animais sem cérebro e ajudar, possivelmente, a responder a essas questões”, continuou o coautor do estudo.

Este estudo foi publicado em outubro na revista científica Science Advances.

Maria Campos, ZAP //

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