Como os humanos, os polvos transitam entre dois estágios do sono – um estágio tranquilo e um estágio ativo que se assemelha ao sono REM em mamíferos. Mas isso poderia significar que os polvos sonham?
Quando os polvos dormem, seus períodos tranquilos de sono são pontuados por pequenas explosões de atividade frenética. Seus braços e olhos se contraem, sua respiração acelera e sua pele brilha com cores vibrantes.
Agora, pesquisadores do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST), em colaboração com a Universidade de Washington, examinaram de perto a atividade cerebral e o padrão da pele em polvos (Octopus laqueus) durante esse período ativo de sono e descobriram que eles se assemelham muito atividade neural e comportamento de padronização da pele visto quando acordado. A atividade do tipo vigília também ocorre durante o sono de movimento rápido dos olhos (REM) em mamíferos – a fase em que ocorre a maioria dos sonhos.
O estudo, publicado em 28 de junho na revista Nature, destaca as notáveis semelhanças entre o comportamento de dormir de polvos e humanos e fornece informações fascinantes sobre a origem e a função do sono.
“Todos os animais parecem mostrar alguma forma de sono, mesmo animais simples como águas-vivas e moscas-das-frutas. Mas, por muito tempo, apenas os vertebrados eram conhecidos por alternar entre dois estágios diferentes do sono”, disse o autor sênior, professor Sam Reiter, que lidera a Unidade de Neuroetologia Computacional do OIST.
Essas novas revelações sobre como os polvos dormem vieram por meio de uma visita ao OIST do Dr. Leenoy Meshulam, um físico estatístico da Universidade de Washington, que passou três meses como convidado do Programa de Visitas de Ciências Teóricas do OIST.
“O fato de o sono em dois estágios ter evoluído independentemente em criaturas distantemente relacionadas, como os polvos, que têm estruturas cerebrais grandes, mas completamente diferentes dos vertebrados, sugere que possuir um estágio ativo semelhante ao da vigília pode ser uma característica geral da cognição complexa”, disse o Dr. Meshulam.
Para começar, os cientistas verificaram se os polvos estavam realmente dormindo durante esse período ativo. Eles testaram como os polvos respondiam a um estímulo físico e descobriram que, tanto no estágio silencioso quanto no ativo do sono, os polvos exigiam um estímulo mais forte antes de reagir, em comparação com quando estavam acordados. A equipe também descobriu que, se impedissem os polvos de dormir ou os interrompessem durante a fase ativa do sono, os polvos entrariam no sono ativo mais cedo e com mais frequência.
“Esse comportamento compensatório define o estágio ativo como sendo um estágio essencial do sono, necessário para o funcionamento adequado dos polvos”, disse Aditi Pophale, coautor do estudo e aluno de doutorado no OIST.
Os pesquisadores também investigaram a atividade cerebral dos polvos quando acordados e dormindo. Durante o sono tranquilo, os cientistas viram ondas cerebrais características que se assemelham a certas formas de onda vistas durante o sono não REM em cérebros de mamíferos chamados fusos do sono. Embora a função exata dessas formas de onda não seja clara mesmo em humanos, os cientistas acreditam que elas ajudam na consolidação de memórias. Usando um microscópio de ponta construído pelo co-primeiro autor Dr. Tomoyuki Mano, os pesquisadores determinaram que essas ondas semelhantes a fusos do sono ocorrem em regiões do cérebro dos polvos associadas ao aprendizado e à memória, sugerindo que essas ondas potencialmente têm uma função semelhante. para humanos.
Aproximadamente uma vez por hora, os polvos entraram em uma fase ativa de sono por cerca de um minuto. Durante esse estágio, a atividade cerebral dos polvos se assemelhava muito à atividade cerebral enquanto acordados, assim como o sono REM em humanos.
O grupo de pesquisa também capturou e analisou os padrões de mudança da pele dos polvos quando acordados e dormindo em ultra-alta resolução de 8K.
“Ao filmar em alta resolução, podemos ver como cada célula pigmentada individual se comporta para criar um padrão de pele geral”, disse o Dr. Meshulam. “Isso pode nos ajudar a criar modelos simples de padrões de pele para entender os princípios gerais do comportamento de padrão de vigília e sono”.
Quando acordados, os polvos controlam milhares de minúsculas células pigmentadas em sua pele, criando uma vasta gama de diferentes padrões de pele. Eles usam esses padrões para se camuflar em diferentes ambientes e em exibições sociais ou de ameaça, como alertar predadores e se comunicar uns com os outros. Durante o sono ativo, os cientistas relataram que os polvos passaram por esses mesmos padrões de pele.
As semelhanças entre o sono ativo e os estados de vigília podem ser explicadas por uma variedade de razões, disseram os cientistas. Uma teoria é que os polvos podem estar praticando seus padrões de pele para melhorar seu comportamento de camuflagem, ou simplesmente mantendo as células de pigmento.
Outra ideia intrigante é que os polvos podem estar revivendo e aprendendo com suas experiências de vigília, como caçar ou se esconder de um predador, e reativar o padrão de pele associado a cada experiência. Em outras palavras, eles poderiam estar fazendo algo semelhante a sonhar.
“Nesse sentido, enquanto os humanos podem relatar verbalmente que tipo de sonhos tiveram apenas quando acordam, o padrão da pele dos polvos atua como uma leitura visual de sua atividade cerebral durante o sono”, disse o Prof. Reiter.
Ele acrescentou: “Atualmente, não sabemos qual dessas explicações, se houver, poderia estar correta. Estamos muito interessados em investigar mais”.
Publicado em 03/07/2023 10h30
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