doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2291-18.2019
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#Coração
O órgão envia mensagens ao cérebro. Como esses sinais influenciam ainda não está claro
Todo mundo sabe que o cérebro influencia o coração.
Pensamentos estressantes podem fazer o coração bater forte, às vezes com uma força tão profunda que tememos que as pessoas possam ouvi-los.
A ansiedade pode desencadear o deslizamento irregular da fibrilação atrial.
Em casos mais extremos e raros, a turbulência emocional causada por um choque – a morte de um ente querido, um diagnóstico de câncer, uma discussão intensa – pode desencadear uma síndrome que imita um ataque cardíaco.
Mas nem todo mundo sabe que o coração responde.
Sinais poderosos viajam do coração para o cérebro, afetando nossas percepções, decisões e saúde mental.
E o coração não está sozinho ao responder.
Outros órgãos também enviam sinais misteriosos ao cérebro de maneiras que os cientistas estão apenas começando a desvendar.
Uma perspectiva corporal que procura compreender a nossa biologia e comportamento é relativamente nova, deixando muitas questões grandes e básicas.
As complexidades das interações cérebro-corpo “só são igualadas pela nossa ignorância da sua organização”, diz Peter Strick, neurocientista da Universidade de Pittsburgh.
Explorar as relações entre o coração, outros órgãos e o cérebro não é apenas uma anatomia fascinante.
Uma compreensão mais profunda de como sentimos e usamos os sinais do interior do nosso corpo – um campo crescente chamado interocepção – pode apontar para novos tratamentos para distúrbios como a ansiedade.
“Esquecemos que as interações com o mundo interno são provavelmente tão importantes quanto as interações com o mundo externo”, diz a neurocientista cognitiva Catherine Tallon-Baudry, da École Normale Supérieure, em Paris.
Estes sinais internos, muitos dos quais desconhecemos totalmente, podem até conter pistas para um dos maiores enigmas científicos de todos – o que move a consciência humana.
O coração puxa os cordelinhos do cérebro
coligações de células no cérebro exercem um controle extraordinário sobre o coração.
Em algumas partes do cérebro, mais de 1 em cada 3 células nervosas influenciam o ritmo cardíaco, relataram Tallon-Baudry e seus colegas em 2019 no Journal of Neuroscience.
Uma dessas regiões cerebrais, o córtex entorrinal, é famosa por seu papel na memória e na navegação.
Faz sentido que estas duas tarefas – mover-se fisicamente pelo mundo e influenciar a frequência cardíaca – recaiam sobre os mesmos neurónios; as tarefas de ver uma pista de corrida e preparar o coração para correr estão interligadas.
O cérebro manda no coração.
Mas essa não é toda a história – nem perto disso.
Os cientistas estão descobrindo que as informações provenientes do coração podem influenciar nosso cérebro e também nosso comportamento.
Cada batimento cardíaco serve como um pequeno sinal para o cérebro.
É um evento, como ver uma maçã ou ouvir a primeira nota de uma música.
Mas, diferentemente desses eventos externos, os sinais de batimento cardíaco vêm de dentro do corpo.
O cérebro sente esses sinais internos.
Cada batimento cardíaco desencadeia uma reação neural confiável e mensurável que os cientistas chamam de resposta evocada pelo batimento cardíaco, ou HER.
E embora esta vibração neural iniciada pelo coração esteja apenas no interior, pode influenciar o que vemos no mundo exterior, descobriram Tallon-Baudry e colegas.
Num estudo com 17 pessoas, as mensagens do coração aguçaram a visão.
Quando certas áreas do cérebro responderam fortemente aos batimentos cardíacos, criando um grande HER, as pessoas eram mais propensas a ver linhas cinzentas fracas em torno de um ponto vermelho.
Quando o HER estava mais fraco, as pessoas tinham menos probabilidade de ver as linhas, relataram os pesquisadores em 2014 na Nature Neuroscience.
Vendo com batimentos cardíacos Os participantes do estudo foram solicitados a procurar um círculo cinza difícil de ver (estímulo), enquanto os cientistas mediam seus batimentos cardíacos (esquerda, inferior) e atividade cerebral (direita, inferior) no mesmo momento (setas cinza).
Quando o cérebro respondia fortemente ao ritmo cardíaco, as pessoas eram mais propensas a relatar ter visto o círculo cinza.
Os sinais do coração também parecem desempenhar um papel na memória.
Em experimentos de laboratório, as pessoas viam breves trechos de palavras em uma tela.
Quando uma palavra aparecia enquanto o coração se contraía, uma fase de compressão chamada sístole, as pessoas eram mais propensas a esquecer a palavra em testes de memória posteriores, relataram a neurocientista Sarah Garfinkel e colegas em 2013 na revista Psychophysicalology.
Há indícios de que o coração pode influenciar intuições, tomadas de decisão e emoções.
Pessoas que eram mais capazes de sentir os ritmos cardíacos reagiam mais intensamente às imagens emocionais do que as pessoas que eram piores em sentir os batimentos cardíacos, por exemplo.
Estes resultados e outros sugerem a possibilidade tentadora de que os nossos cérebros estejam a absorver e utilizando informações do coração – e talvez outra consciência interocetiva – para nos ajudar a dar sentido ao mundo.
Mas as descobertas das pessoas são muitas vezes correlacionais.
Tem sido difícil saber se o batimento cardíaco causou os efeitos ou se eles simplesmente aconteceram ao mesmo tempo.
Um estudo recente em ratos contornou esse problema de forma inesperada .
O experimento contou com uma técnica poderosa que pode controlar o comportamento dos neurônios com luz, desenvolvida em parte pelo neurocientista Karl Deisseroth, da Universidade de Stanford.
Chamado de optogenética, o método usa comprimentos de onda específicos de luz para forçar as células a disparar um impulso elétrico .
Junto com Deisseroth, o bioengenheiro Ritchie Chen usou a técnica para controlar os batimentos cardíacos dos ratos com um tempo extremamente preciso.
“Podemos atingir uma célula específica sem nunca tocá-la”, diz Chen, da Universidade da Califórnia, em São Francisco.
A cada flash de luz, emitido através de um colete de tecido usado pelos ratos, os músculos dos ventrículos do coração se contraíam, expulsando o sangue do coração para o corpo.
“Foi incrivelmente emocionante ver essas contrações cardíacas realmente precisas sendo evocadas com a luz emitida através da pele”, diz Chen.
Os pesquisadores então estudaram o cérebro e o comportamento de ratos cujos corações estavam acelerados.
Um batimento cardíaco artificialmente rápido nem sempre afetava o comportamento do rato, a equipe ficou surpresa ao descobrir.
Em algumas situações, os ratos pareciam não notar.
Mas quando se deparavam com perigo – uma área exposta, onde na natureza os ratos seriam vulneráveis a predadores, ou um gole de água que poderia causar um choque – os ratos se comportavam com mais ansiedade quando seus corações eram forçados a disparar do que quando seus corações eram forçados a disparar e bater normalmente.
Um coração acelerado “não era esse circuito primordial para induzir o pânico”, diz Chen.
Os ratos estavam integrando sinais do coração e sinais do ambiente para chegar a um curso de ação.
“E isso foi emocionante para nós porque significava que o cérebro estava envolvido.” Outras experiências revelaram um elemento-chave no cérebro: a ínsula.
Foi demonstrado que a ínsula humana, uma de cada lado do cérebro, desempenha um papel nas emoções, nas sensações internas e na dor.
Desligar a atividade dos neurônios na ínsula dos ratos silenciou a influência do coração acelerado no comportamento, descobriu a equipe.
“Ser capaz de manipular o coração desta forma”, diz Tallon-Baudry, “abre todos os tipos de maneiras de olhar para coisas que são muito mais sutis e podem não estar relacionadas à ansiedade”.
O controle preciso da optogenética poderia ajudar os pesquisadores a investigar a influência do coração nas percepções, decisões e memória – alguns dos principais atributos que moldam a forma como uma pessoa que pensa, lembra e sente experimenta o mundo.
Faltam diagramas de fiação
no estudo de Chen, não está claro como os sinais se moviam do coração para a ínsula e além.
“Estamos no início da dissecação do circuito entre o cérebro e o corpo”, diz ele.
Ainda assim, os cientistas conhecem algumas das rotas que os sinais podem seguir à medida que se movem do coração para o cérebro.
A versão do livro é mais ou menos assim: os músculos dos ventrículos do coração se contraem, espremendo o sangue.
As células dos vasos sanguíneos próximos, incluindo a aorta e a artéria carótida, sentem a mudança e a transmitem aos nervos.
Um desses nervos é o nervo vago, uma superestrada sinuosa para o cérebro que envia mensagens sobre frequência cardíaca, digestão e respiração .
Assim que a informação chega ao cérebro, ela salta de um lugar para outro de maneiras desconhecidas.
Nosso conhecimento dessas cadeias biológicas é lamentavelmente incompleto, diz Tallon-Baudry.
“A história completa não é tão fácil de conseguir.” Strick, o neurocientista da Universidade de Pittsburgh, partilha o mesmo lamento: “Existem nervos que falam com os órgãos, e os órgãos falam com o cérebro, mas não sabemos nada sobre o diagrama de ligações”, como e onde estes pedaços de informações cruciais são realmente trocados.
E isso é uma coisa importante sendo perdida.
“Você pode dizer: ‘Quem está dirigindo quem”‘ Mas somos ainda mais primitivos do que isso.
Não temos um diagrama de fiação”, diz ele.
Uma maneira de analisar a fiação envolve, entre todas as coisas, o vírus da raiva.
Anos atrás, Strick percebeu que poderia usar o vírus para rastrear conexões celulares no cérebro e no corpo graças ao truque muito incomum do vírus: o vírus da raiva pode retroceder de neurônio em neurônio, de receptor de mensagem para remetente de mensagem.
Quando projetado para transportar uma molécula fluorescente, o vírus pode iluminar circuitos neurais inteiros de um animal.
Foi isso que Strick e colegas fizeram com vários órgãos – estômago e rim, por exemplo – e com o cérebro.
Algumas das conexões mais tentadoras que ele descobriu estão entre as glândulas supra-renais, que bombeiam hormônios de luta ou fuga em caso de emergência, e regiões específicas do cérebro, especialmente locais neurais que controlam os músculos.
E é isso que Strick também gostaria de fazer com o coração.
Até agora, ele teve um único vislumbre desses dados de um macaco.
“Tivemos uma injeção cardíaca bem-sucedida e os dados são surpreendentes”, diz Strick.
“As regiões do córtex cerebral que controlam o coração são alucinantes.
Mas é um n de 1.” Este resultado preliminar precisa ser confirmado em mais animais, enfatiza Strick.
Traçar esses caminhos iluminaria conexões anatômicas que sem dúvida existem.
Strick e seus colegas estão interessados em explorar mais o corpo, incluindo o baço e o pâncreas, do sistema imunológico.
Mas outro projeto levantou a possibilidade de um atalho que salta do coração ao cérebro, e foi descoberto por acidente.
A neurocientista Veronica Egger, da Universidade de Regensburg, na Alemanha, e seus colegas estavam curiosos sobre as conexões entre as células nervosas que processam odores.
Para ter uma boa visão do comportamento dessas células, a equipe cooptou um sistema ultrassimples: o bulbo olfativo de um rato, que é uma parte do cérebro que lida com os cheiros, e o único vaso sanguíneo que lhe fornece nutrientes.
No experimento, uma bomba artificial enviou fluido através do recipiente.
Mas a experiência produziu um sinal preocupante: atividade rítmica e coletiva nas células nervosas que parecia ser criada pela bomba.
“Todo neurocientista conhece os artefatos das bombas e os odeia”, diz Egger.
Mas descobriu-se que esse sinal não era um artefato.
Foi o verdadeiro negócio.
Durante uma caminhada, Egger teve uma visão que o levou à descoberta.
Talvez, pensou ela, os neurônios estivessem sentindo diretamente a pressão causada pela bomba.
Esta detecção direta é uma possibilidade celular.
Em 2021, o neurocientista Ardem Patapoutian, investigador do Howard Hughes Medical Institute na Scripps Research em La Jolla, Califórnia, recebeu o Prémio Nobel pela descoberta de sensores mecânicos chamados PIEZO1 e PIEZO2, presentes em muitos animais, incluindo humanos.
Esses sensores, que ficam nas membranas celulares e se parecem com hélices de três pás, podem detectar mudanças de pressão, incluindo a inflação dos pulmões que ocorre após uma respiração profunda, o estiramento de uma bexiga cheia e a pressão do sangue movendo-se através de um vaso.
Posicionados em neurônios no bulbo olfatório, esses sensores podem estar detectando quando a bomba empurrou o fluido.
Quando Egger e seus colegas analisaram o sistema, descobriram que os neurônios estavam de fato respondendo às mudanças de pressão da bomba.
O sangue que atravessa os vasos do cérebro dos ratos também influenciou a atividade de disparo das células nervosas em outros lugares, revelaram novas experiências.
Isso incluía o hipocampo, que está envolvido na memória, e o córtex pré-frontal.
Esses efeitos, descritos na revista Science de 2 de fevereiro, não são grandes; eles são bastante sutis, diz Egger.
“Não vimos isso antes porque é um efeito muito fraco.” Ainda assim, o efeito parece indicar que os neurônios em todo o cérebro desses roedores estão atentos ao pulso literal do corpo – um sinal imediato que não precisa viajar através dos nervos vindos do coração.
“É extremamente provável que o cérebro humano faça isso”, diz Egger, embora isso ainda precise ser demonstrado.
Também não está claro o que o cérebro pode fazer com esta informação de pulso ou como ela pode ser usada para medir o estado interno do corpo.
“O que o cérebro precisa desse caminho rápido é completamente desconhecido”, diz ela.
“Nós simplesmente sabemos que isso acontece.” Mensagem entregue: As células cerebrais podem medir diretamente o pulso do coração.
Quando os músculos do coração se contraem (esquerda), o sangue é bombeado para os vasos, incluindo os do cérebro (cérebro de rato mostrado, no meio).
No bulbo olfatório, células nervosas especializadas chamadas células mitrais (à direita) percebem e respondem à mudança de pressão, conectando os três ritmos (linhas inferiores).
Porque deveríamos ouvir o coração
Com todas estas linhas de investigação, o campo da interoceção está energizado de uma forma nunca antes vista, diz Garfinkel, do University College London.
“Fiquei impressionado com o quanto o campo mudou e o quanto as pessoas estão abraçando a ideia.” Uma das razões para esse impulso é que as comunicações corpo-cérebro podem apontar maneiras de tratar distúrbios como a ansiedade.
“Acho que isso abre uma janela para compreender mais sobre a etiologia fundamental dessas condições”, diz Garfinkel.
“Olhando para o cérebro, você está vendo parte da história.” Embora Garfinkel estivesse inicialmente focada na atividade cerebral dos participantes do estudo, ela viu que seus corpos também estavam respondendo, com corações acelerados e outros sinais de pânico.
O “entorpecimento interoceptivo”, no qual uma pessoa é menos capaz de sentir com precisão os seus sinais corporais, tem sido associado a tentativas de suicídio.
E uma menor consciência da atividade cardíaca tem sido associada a um tipo de convulsão pouco compreendido.
Hoje em dia, Garfinkel está ouvindo as conversas coração-cérebro das pessoas e testando se treinar as pessoas para detectar melhor seus próprios batimentos cardíacos poderia aliviar a ansiedade.
Qualquer pessoa pode sentir ansiedade, mas pessoas autistas apresentam taxas de ansiedade superiores à média.
Em 2021, na eClinical Medicine, Garfinkel e colegas relataram que, depois de passarem por rodadas de treinamento para sentir melhor o ritmo de seus corações, as pessoas com autismo relataram estar menos ansiosas.
ou diferente de seu próprio batimento cardíaco interno.
Ao longo de seis sessões de treinamento, cada uma com duração de cerca de meia hora, a precisão das pessoas melhorou.
E seus índices de ansiedade diminuíram.
Desde então, Garfinkel e seus colegas encontraram resultados semelhantes em pessoas sem autismo, embora esses resultados ainda não tenham sido publicados.
Não está claro por que este procedimento de treinamento pode aliviar a ansiedade, diz Garfinkel.
Mesmo assim, a ligação pode apontar para maneiras de tratar a ansiedade.
Em muitos aspectos, o corpo é mais fácil de mudar do que o cérebro, diz Garfinkel.
“Em vez de atacar as pessoas com medicamentos pesados que alteram o seu cérebro, é intrigante e emocionante pensar que existe um caminho mais fácil – mudar o corpo.” Compreender a interocepção pode produzir insights que vão além do alívio da ansiedade.
Alguns cientistas, incluindo Tallon-Baudry, suspeitam que os sinais provenientes do interior dos nossos corpos ajudam colectivamente a dar origem à consciência.
O conceito de que a consciência requer um corpo que possa ser sentido e um organismo que se esforce para permanecer vivo não é novo, mas resultados recentes de interocepção acrescentaram evidências para apoiar a ideia de que o impulso do corpo para se monitorizar pode ser mais importante do que se pensava anteriormente.
Tallon-Baudry e seus colegas estudaram 68 pessoas que estavam totalmente inconscientes.
O objetivo deles era dividir essas pessoas em dois grupos: aqueles que ainda não tinham sinais de consciência e aqueles que tinham sinais de consciência no cérebro.
A equipe usou os sinais HER, quando um batimento cardíaco provoca uma vibração neural, para prever quais pessoas podem ter momentos fugazes de consciência, mas são incapazes de demonstrá-los.
“Este é o momento em que descobrimos que o cérebro está respondendo aos batimentos cardíacos”, diz ela.
Esses resultados, publicados em 2021 no Journal of Neuroscience, destacam o quão ricos e poderosos os sinais do coração para o cérebro podem ser, diz ela.
Todos juntos agora: células marca-passo no coração, estômago e tronco cerebral (que controlam os pulmões) e células que podem detectar mudanças mecânicas (mecanorreceptores) geram sinais que podem ser usados pelo cérebro.
Esses vários ritmos corporais podem contribuir para uma série de tarefas, desde as percepções até a própria consciência.
E lembra-se daquele estudo que ela fez que relacionou a vibração DELA com a possibilidade de uma pessoa ver uma grade tênue? Ela diz que a percepção das pessoas sobre a grade tinha muito a ver com os olhos, o sistema visual, mas também dependia de ter uma perspectiva – um ponto de vista.
Mas a percepção também exige que uma pessoa experimente a visão, interprete-a e tenha esse ponto de vista – o “eu? na simples frase “Eu vejo”.
Os sinais interoceptivos, e não apenas os do coração, mas também os dos pulmões, estômago, músculos, pele e muito mais, podem ajudar criando o senso de identidade de uma pessoa – seu “eu”, sua identidade como uma entidade consciente e atenta com um ponto de vista.
Tallon-Baudry e colegas descreveram no ano passado na Nature Neuroscience como os sinais rítmicos do coração, dos pulmões e do estômago convergem no cérebro.
Essa revisão também avançou a ideia de que o senso de identidade depende de sinais internos do corpo.
Sem um corpo e um coração batendo, um estômago que possa roncar e pulmões que se encham, o cérebro ficaria à deriva.
Navegamos pelo mundo vendo, ouvindo e tocando também.
Fazemos escolhas para permanecermos vivos.
Talvez a verdadeira magia da consciência venha das combinações – do coração e do cérebro, do mundo exterior e do mundo interior, por mais misterioso que ainda possa ser.
Publicado em 22/05/2024 00h03
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