Polvos sonham em “GIFs”, diz pesquisa brasileira

Dois anos atrás, um documentário da mostrou Heidi, uma fêmea do polvo, no que parecia ser um estado de sonho ativo. Seus braços se contraíram enquanto ela dormia, e sua pele sacudiu descontroladamente, mostrando vários tipos de texturas curiosas. Contudo, a coisa mais sensacional que aconteceu ao cefalópode foram suas mudanças de coloração.

Muitos interpretaram esses comportamentos como consequências de um sonho, mas era difícil dizer, dado o quão pouco sabemos sobre os cérebros dos polcose, até certo ponto, sobre sua inteligência, que pode estar ligada ao sonho.

Entretanto, uma nova publicada hoje na iScience dá mais um passo e documenta dois estados alternados de sono em polvos. O estudo não prova que eles sonham,  mostra que os moluscos têm estados de sono semelhantes aos do sono não-REM e REM (associado ao sonho) observados em mamíferos e pássaros.

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“Esta é uma extensão significativa da análise do sono dos polvos”, disse Dan Margoliash, professor do Departamento de Psicologia da Universidade de Chicago que não estava envolvido no novo estudo, por e-mail.

Sylvia Medeiros, primeira autora do novo artigo e doutoranda no Programa de Pós-Graduação em Neurociências da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, investigou o sono em polvos porque “nos dá um ponto de vista para a comparação psicológica e neurobiológica com vertebrados, uma vez que o polvo possui várias características cognitivas sofisticadas que são vistas apenas em algumas espécies de vertebrados, mas com uma arquitetura cerebral muito diferente ”, escreveu ela em um e-mail. Na verdade, os cefalópodes têm conexões cognitivas muito diferentes das nossas. Eles são equipados com estruturas neurais conhecidas como lobos, incluindo um lobo vertical associado à memória de longo prazo e algumas características que lembram o hipocampo dos mamíferos, que está ligado ao aprendizado complexo. Aproximadamente dois terços dos neurônios de um polvo estão em seus braços, resultando em um sistema nervoso distribuído que permite que seus membros funcionem independentemente de seu cérebro. Eles podem até que tocam com os braços. Ao mesmo tempo, os polvos são , exibindo comportamentos sofisticados e habilidades para . Eles podem usar métodos para evitar predadores e alterar a cor e a textura de sua pele para fins de camuflagem — o que fazem capturando e processando informações de seus arredores. Outra informação interessante: eles também respondem ao de forma muito semelhante à humana. A evolução, ao que parece, encontrou várias maneiras de obter inteligência.

Há “muito a aprender estudando o sistema nervoso desses animais”, disse Medeiros. Uma melhor compreensão dos cérebros dos polvos pode lançar uma nova luz sobre nossos próprios cérebros, disse ela, “porque para entender como o sistema nervoso funciona em geral, é essencial comparar com diferentes exemplos”.

Para o novo estudo, Medeiros e seus colegas capturaram gravações de vídeo de quatro polvos, todos da espécie Octopus insularis, em um ambiente de laboratório. Idealmente, os pesquisadores teriam feito leituras eletrofisiológicas, como é feito em estudos do sono com mamíferos, pássaros e répteis, mas devido ao comportamento exploratório do polvo – eles gostam de tocar, empurrar e puxar objetos – e por seus corpos serem macios e desossados, “é muito difícil colocar eletrodos para gravar o sinal diretamente do cérebro”, disse Medeiros.

Outro desafio era garantir que os polvos estivessem realmente dormindo e não exibindo alguns comportamentos desconhecidos ao acordar. Para isso, os cientistas expuseram os cefalópodes à estimulação visual e tátil durante todas as fases do teste. “Para os estímulos visuais usamos uma tela de computador com um vídeo mostrando caranguejos em movimento, que [nós] iniciamos remotamente”, disse Medeiros. “Para os estímulos vibratórios, um martelo de borracha foi preso ao canto superior do aquário e amarrado a um fio de náilon que passou para a sala do experimentador através de uma janela. Este fio tinha quatro marcas, de modo que puxá-lo para uma dessas marcas colocaria o martelo em [ângulos múltiplos] para atingir a parede do aquário com quatro intensidades diferentes e crescentes ”. Isso parece um tanto bruto, mas é pela ciência. Contudo, como essas ações mostraram, foi necessário um estímulo extra para evocar respostas comportamentais nos polvos, indicando que os animais estavam de fato dormindo. As gravações de vídeo resultantes mostraram a transição dos polvos entre dois estágios distintos do sono. Durante o primeiro estágio, conhecido como sono tranquilo, os polvos apresentavam pele pálida e olhos contraídos. O sono quieto tendeu a durar cerca de sete minutos e foi seguido pelo sono ativo, que durou cerca de 40 segundos em média. Durante o sono ativo, sua pele mudou de cor e textura, seus olhos se moveram e seus braços e corpos estremeceram. Todo o ciclo do sono se repetiu em intervalos de 26 a 39 minutos. Saber sobre os dois estados distintos de sono foi interessante, assim como sua periodicidade. A descoberta revela semelhanças impressionantes entre os estados de sono de vertebrados e cefalópodes, grupos que divergiram de um ancestral comum há cerca de 500 milhões de anos. Os padrões de sono semelhantes provavelmente não são uma característica retida do passado antigo, mas algo que surgiu de maneira independente entre as diferentes linhagens. As semelhanças observadas entre cefalópodes e vertebrados são “provavelmente uma consequência de pressões seletivas semelhantes relacionadas às cargas cognitivas muito desgastantes experimentadas por esses diferentes grupos de animais”, disse Medeiros. A presença de um estado de sono tipo REM também é notável, mas “não é possível afirmar que eles estão sonhando, porque eles não podem nos dizer isso”, explicou Medeiros. Dito isso, os novos resultados sugerem que, durante o sono ativo, os polvos experimentam um estado “análogo ao sono REM, que é o estado durante o qual os humanos sonham mais.” Se os polvos estão de fato sonhando? É “improvável que eles vivenciem tramas complexas e simbólicas como nós”, disse ela. O estágio de sono ativo em polvos é muito curto – normalmente de alguns segundos a um minuto inteiro – mas se algum sonho estiver acontecendo, “deve ser mais como pequenos clipes de vídeo ou mesmo gifs”, disse Medeiros.

O professor Margoliash espera que o novo artigo encoraje pesquisas futuras a fim de “buscar validação independente” dos resultados e incluir mais espécimes e diferentes espécies de polvos. “As distintas formas calmas e ativas de sono do polvo relatadas são um bom exemplo invertebrado da existência de estruturas complexas do sono”, explicou ele. “Essa estrutura do sono é mais plenamente expressa em pássaros e mamíferos. Dada a generalidade desses resultados em uma gama tão ampla de animais, isso levanta questões centrais”. Sendo mais específico, Margoliash gostaria de saber qual característica particular do tecido do sistema nervoso requer “regulação complexa da fisiologia durante o sono” e como isso se relaciona com o “comportamento diurno do animal e, em última análise, com sua aptidão”. Ao que ele acrescentou: “Estudar o sono complexo em uma ampla gama de animais” pode nos ajudar a resolver essas “questões profundas e fascinantes”. Olhando para o futuro, Medeiros e seus colegas gostariam de investigar mais a fundo o sono dos polvos para ver se eles desempenham funções fisiológicas como desintoxicação metabólica e processamento cognitivo, que é o caso dos mamíferos. E o mais importante, a equipe gostaria de assumir a difícil tarefa de “registrar dados eletrofisiológicos ao longo do ciclo vigília-sono”, disse Medeiros. Se eles conseguissem, seria uma conquista incrível. Muito sobre os polvos permanece um mistério, mas lenta e metodicamente estamos descobrindo seus muitos segredos.