O tamanho da pupila oferece uma janela para abrir os olhos no sono profundo

Um novo estudo descobriu que o sono profundo está correlacionado com o tamanho menor da pupila em camundongos.

Fonte: Petr Novák / Wikipedia Commons

É sabido que o tamanho da pupila flutua em resposta ao brilho e escuridão durante a vigília. O que é menos comumente conhecido é que o tamanho da pupila também é regulado pelo sistema nervoso autônomo (SNA) em resposta a vários graus de excitação, atividade de ondas cerebrais e estados corticais.

Por exemplo, em momentos de aflição, os mecanismos de “luta ou fuga” do sistema nervoso simpático (SNS) dilatam as pupilas para otimizar a visão diante do perigo potencial. Por outro lado, quando é hora de “descansar e digerir” o sistema nervoso parassimpático (SNP) contrai o tamanho da pupila.

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Através das lentes da psicofisiologia, o tamanho aumentado da pupila é desencadeado pelo SNS como parte de um sistema adrenérgico que é alimentado pela adrenalina. Por outro lado, a resposta inibitória modulada pelo SNP reduz o tamanho da pupila e é impulsionada por um sistema colinérgico, que usa acetilcolina.

Colinérgica significa “confiar ou ter a ver com a acetilcolina”. Coloquialmente, a acetilcolina era originalmente referida como “substância vaga” porque o nervo vago evoca a acetilcolina para diminuir a frequência cardíaca e acalmar o sistema nervoso.

Os cientistas têm estudado como o sistema nervoso autônomo medeia o tamanho da pupila durante a vigília em estudos humanos e animais por décadas. No entanto, como o sono ocorre com as pálpebras fechadas, é impossível para os pesquisadores observar diretamente as mudanças no diâmetro da pupila durante os vários estágios do sono, até agora. A tecnologia de infravermelho de última geração desenvolvida por pesquisadores na Suíça, na Universidade de Genebra, forneceu recentemente uma nova janela para as mudanças no tamanho da pupila durante o sono.

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O estudo suíço pioneiro, “Pupil Size Coupling to Cortical States Protege a Estabilidade do Sono Profundo via Modulação Parassimpática”, foi publicado em 18 de janeiro na revista Current Biology.

Ilustração artística de como o tamanho da pupila do rato é uma janela para a atividade cerebral, mesmo durante o sono.

Fonte: Daniel Huber / Université de Genève

Para este estudo, pesquisadores da Universidade de Genebra usaram uma técnica de retroiluminação infravermelha para medir com precisão “pupillometry” (tamanho da pupila), juntamente com um eletrocorticograma para medir a atividade cerebral e estados corticais em ratos dormindo.

Menores Alunos = Deeper Sleep

Os pesquisadores descobriram que o sistema nervoso parassimpático promove mudanças no tamanho da pupila durante o sono profundo dos movimentos oculares não rápidos (NREM). Os cientistas especulam que o tamanho menor da pupila durante o sono profundo tem uma função protetora de manter a estabilidade do sono, mesmo que a luz ambiente se torne mais luminosa.

Notavelmente, os pesquisadores também observaram que mudanças na atividade cerebral e estados corticais flutuavam em conjunto com as mudanças no diâmetro da pupila durante vários estágios do sono.

Como os autores escrevem no resumo do estudo: “Nosso estudo revela que o tamanho da pupila é dinâmico durante o sono e fortemente acoplado aos diferentes estados de sono. Quanto mais profundo o sono, mais a pupila se contrai. Esse acoplamento é primariamente mediado pelo sistema parassimpático e pode fornecer uma função de proteção bloqueando a entrada visual durante o sono profundo ”.

Para identificar como o sistema nervoso parassimpático modula o tamanho da pupila durante o sono, os cientistas usaram um antagonista farmacológico para bloquear a função da acetilcolina nos receptores colinérgicos.

Como outra medida independente do papel parassimpático “vagusstoff” desempenhou na redução do tamanho da pupila, os pesquisadores também monitoraram as flutuações da frequência cardíaca. Como os autores explicam, “Estas descobertas complementam relatos prévios mostrando que a frequência cardíaca está correlacionada com a modulação parassimpática e também com a atividade cortical durante o sono NREM.”

Este estudo é significativo porque revela pela primeira vez que existe uma forte correlação entre os estados corticais e o tamanho da pupila durante o sono profundo, que até agora estava oculto atrás das pálpebras fechadas.

“O ditado comum de que ‘os olhos são a janela para a alma’ pode até ser verdadeiro por trás de pálpebras fechadas durante o sono”, concluiu o co-autor Özge Yüzgeç em um comunicado. “O aluno continua a desempenhar um papel importante durante o sono, bloqueando a entrada sensorial e, assim, protegendo o cérebro em períodos de sono profundo, quando as memórias devem ser consolidadas.”

Pesquisas futuras da equipe da Universidade de Genebra irão explorar a possibilidade de usar a técnica de pupilometria de infravermelho em estudos em humanos. O rastreamento não-invasivo da pupila pode oferecer novos insights sobre como o sistema nervoso parassimpático promove mudanças no tamanho da pupila e também protege a estabilidade do sono profundo em humanos.

Referências

Özge Yüzgeç, Mario Prsa, Robert Zimmerman, Daniel Huber. “O acoplamento do tamanho da pupila aos estados corticais protege a estabilidade do sono profundo via modulação parassimpática.” (Publicado em: 18 de janeiro de 2018) Biologia atual DOI: 10.1016 / j.cub.2017.12.049

Margaret M. Bradley, Rosemarie G. Sapigao, Peter J. Lang. “Modulação simpática do SNA do diâmetro da pupila na percepção da cena emocional: efeitos do conteúdo hedônico, brilho e contraste.” Psychophysiology (First published: May 8, 2017) DOI: 10.1111 / psyp.12890

Margaret M. Bradley, Laura Miccoli, Miguel A. Escrig e Peter J. Lang. “O aluno como uma medida de excitação emocional e ativação autonômica.” Psicofisiologia (2008) DOI: 10.1111 / j.1469-8986.2008.00654.x