Você provavelmente já ouviu a frase “O que você faz entre a meia-noite e as seis da manhã?”. Se sim, provavelmente foi de alguém que conhece pouco de neurofisiologia do sono. Se você é um adepto deste tipo de produtividade, saiba que sacrificar o seu sono para desempenhar uma tarefa – seja ela estudar para uma prova ou cumprir um prazo de trabalho – pode não ser tão eficiente.

O sono é um fenômeno fisiológico crítico que deve constituir até um terço do dia de um adulto saudável. É durante o sono que que o corpo e o cérebro executam funções de limpeza fundamentais para atualizar o seu corpo para enfrentar o dia seguinte. Ainda, a má qualidade do sono está relacionada à demências e doenças neurodegenerativas como o Alzheimer. O que acontece é que a privação destes mecanismos de limpeza resulta no acúmulo de substâncias tóxicas para os neurônios, que aos poucos se acumulam e causam a morte neuronal (neurodegeneração) característica destes distúrbios.

O sono é definido como uma mudança na dinâmica das funções cerebrais durante o ritmo diário (ritmo circadiano). O sono é divido em dois estágios básicos: o sono de ondas lentas ou sono profundo – que é considerado o estágio em que a “limpeza” celular e molecular do cérebro ocorre – e o sono REM (Rapid Eye Movement) – em que observamos movimentos rápidos com os olhos fechados e quando sonhamos. Durante o sono regular, os seres humanos mudam dinamicamente do sono profundo e os estágios REM. Os padrões destes ciclos de sono podem ser tomados como uma medida da qualidade de sono e saúde de um indivíduo.

Para tanto, a avaliação da qualidade do sono é possível obtendo-se uma variedade de sinais eletrofisiológicos com sistemas multimodais de polissonografia (PSGs). Os componentes básicos da PSG são o eletroencefalografia (EEG), a eletrooculografia (EOG) e a eletromiografia (EMG), que são usados para determinar os estágios e ciclos do sono. Porém, as atividades hemodinâmicas cerebrais - isto é, o estado de fluxo sanguíneo durante o sono - ainda não foram incorporados nas medidas obtidas pela PSG.

Por esta razão, também se conhece pouco como a oxigenação cerebral ocorre durante o sono. Isto porque as técnicas utilizadas para se avaliar o fluxo de sangue oxigenado no cérebro (chamadas de técnicas de neuroimagem funcional) necessitam que os pacientes fiquem totalmente quietos, o que é virtualmente impossível durante uma noite de sono natural completa.

É neste contexto que o fNIRS (functional near-Infrared spectroscopy, ou espectroscopia funcional em infravermelho próximo) surge como um método mais acessível devido ao baixo custo e à possibilidade de mobilidade durante o registro. Além disso, a literatura científica valida o fNIRS como uma técnica que produz resultados correlacionáveis com a ressonância magnética funcional (fMRI), uma técnica de neuroimagem funcional de alta precisão, mas também de alto custo operacional e que que requer imobilidade do participante.

Por exemplo, em um estudo recente com fNIRS em indivíduos saudáveis revelou que, independentemente do estágio do sono, os níveis de hemoglobina oxigenada no córtex pré-frontal (CPF) são mais altos no final de uma noite inteira de sono do que no início (Oniz et al., 2019). Enquanto isso, os níveis de hemoglobina desoxigenada exibem uma tendência inversa. Os autores do estudo sugerem este achado como parte do mecanismo de limpeza que ocorre durante o sono.

Além disso, durante o sono REM, o CPF parece ter um suprimento sanguíneo menor – possivelmente devido ao aumento da demanda em outras regiões do cérebro, e esse fenômeno pode estar correlacionado aos mecanismos do sonho. Talvez a ação inibitória exercida pelo CPF sobre outras regiões cerebrais seja menor durante o sonho, desinibindo outras áreas cerebrais envolvidas no fenômeno. De toda forma, independentemente do estágio de sono, o CPF apresenta maior oxigenação no final do sono, indicando uma renovação nos níveis de oxigenação cerebral.

Os autores então concluem que durante o sono o nosso cérebro parece estar de plantão durante a noite toda para "limpar" e "renovar" a si próprio. Alterações hemodinâmicas do início ao fim do sono podem também servir como indicador da qualidade do sono e passar a integrar um dos sinais coletados durante a PSG. A compreensão detalhada destes processos permitirá o refinamento do diagnóstico de distúrbios do sono.

Por exemplo, diferentemente deste estudo que investigou o sono em indivíduos saudáveis, seria interessante utilizar o fNIRS para testar a hipótese de que os padrões hemodinâmicos durante o sono estão alterados na população de pacientes com distúrbios como a apneia do sono. Para tanto, seria necessário acompanhar os padrões hemodinâmicos com fNIRS e os demais indicadores da PSG em indivíduos saudáveis e doentes durante uma noite inteira de sono, e compará-los estabelecendo correlatos hemodinâmicos característicos para a apneia.