Depois de passar 14 meses frios na Antártida, nove expedicionários deixaram o continente com cérebros um pouco menores, segundo um novo estudo.
Uma equipe de pesquisadores examinou o cérebro dos expedicionários antes e depois da jornada e descobriu que certas estruturas do órgão haviam encolhido durante a viagem. Em particular, uma estrutura cerebral crítica para aprendizado e memória chamada hipocampo havia perdido volume significativo. Os resultados, publicados hoje (4 de dezembro) no The New England Journal of Medicine, sugerem que os expedicionários podem ter perdido a estimulação cerebral tão necessária vivendo e trabalhando em uma estação de pesquisa isolada no gelo polar, com apenas um poucas pessoas selecionadas e por meses a fio.
O encolhimento cerebral também pode minar a capacidade dos expedicionários de processar emoções e interagir com os outros, porque o hipocampo é "chave" para essas habilidades cognitivas, o co-autor Alexander Stahn, pesquisador de medicina espacial da Charité - Universitätsmedizin Berlin e professor assistente de ciência médica em psiquiatria da Universidade da Pensilvânia, disse a Live Science em um e-mail.
As mudanças cerebrais vistas na equipe antártica ecoam observações semelhantes feitas em roedores, o que sugere que períodos prolongados de isolamento social diminuem a capacidade do cérebro de construir novos neurônios. Viver em um ambiente "monótono", um lugar que raramente muda e contém poucos objetos ou salas interessantes para explorar, parece provocar mudanças no cérebro de roedores que se assemelham àquelas vistas nos expedicionários, particularmente no hipocampo. Como uma das poucas regiões do cérebro a gerar neurônios na idade adulta, o hipocampo religa continuamente nosso circuito neural à medida que aprendemos e adquirimos novas memórias, de acordo com BrainFacts.org.
Embora o cérebro de roedores pareça confiar na estimulação ambiental para sustentar o hipocampo, pouco se sabe sobre os efeitos do isolamento e da monotonia no cérebro humano. Stahn e seus co-autores pensaram que uma estação remota de pesquisa no Pólo Sul poderia servir como o laboratório perfeito para investigar. Stahn estuda principalmente como o cérebro pode mudar durante viagens espaciais a longo prazo, mas a Antártica permitiu que ele examinasse esses efeitos um pouco mais perto de casa, disse ele.
"Pode ser considerado um excelente análogo espacial para avaliar os efeitos de isolamento e confinamento prolongados", disse ele.
A estação de pesquisa polar em questão, chamada Neumayer Station III, fica na plataforma de gelo Ekström, perto do mar de Weddell e abriga nove pessoas durante os meses de inverno, segundo o Instituto Alfred Wegener, que administra a estação. O próprio edifício contém a maioria dos espaços de trabalho da equipe, áreas comuns e salas de suprimentos, pairando acima da plataforma de gelo coberta de neve em 16 suportes hidráulicos. Cercada por um deserto de frio intenso, a estação certamente se encaixa na definição de "isolado".
Antes dos expedicionários se agacharem no inverno antártico, Stahn e seus co-autores examinaram o cérebro dos sujeitos por meio de ressonância magnética (RM), que utiliza um forte campo magnético e ondas de rádio para capturar imagens estruturais do cérebro. Por razões médicas, um dos expedidores não pôde fazer a ressonância magnética, mas os autores mediram os níveis internos de uma proteína chamada fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) para todos os nove membros da equipe. A proteína BDNF suporta o crescimento de novos neurônios e permite que as células em desenvolvimento sobrevivam; sem o BDNF, o hipocampo não pode forjar novas conexões neurais.
Os autores testaram os níveis de BDNF dos expedicionários e o desempenho cognitivo durante toda a expedição, analisando seus cérebros novamente depois que a equipe voltou para casa. Os pesquisadores também fizeram as mesmas medições de nove participantes saudáveis que não foram à expedição.
Com certeza, os expedicionários perderam mais volume hipocampal e BDNF durante seus 14 meses no Polo Sul do que o grupo que ficou em casa.
Em particular, uma região do hipocampo denominada giro dentado caiu significativamente nos oito expedicionários submetidos à ressonância magnética. Essa região serve como o centro da neurogênese no hipocampo e registra memórias de eventos, de acordo com BrainFacts.org. Em média, o giro dentado de cada expedidor encolheu cerca de 4% a 10% durante a estadia na estação de pesquisa.
Os expedicionários com maior perda de volume no giro dentado também tiveram desempenho pior nos testes de processamento espacial e atenção seletiva, em comparação com as pontuações antes da expedição. Outras áreas do cérebro dos expedicionários também pareciam encolher durante a viagem, incluindo vários pontos no córtex cerebral (a camada externa enrugada do cérebro); esses pontos eram o giro parahipocampal esquerdo, o córtex pré-frontal dorsolateral direito e o córtex orbitofrontal esquerdo.
Um quarto do caminho durante a expedição, os níveis de BDNF dos expedidores já haviam caído de seus níveis de referência e, eventualmente, diminuíram cerca de 45%, em média. Esses níveis permaneceram baixos mesmo 1,5 meses depois que a equipe voltou para casa. Maiores reduções nos níveis de BDNF se correlacionaram com maior perda de volume no giro dentado de antes da expedição para depois, segundo o estudo.
Como o estudo incluiu apenas nove pessoas, os autores enfatizaram que seus "dados devem ser interpretados com cautela". Com base apenas em sua pesquisa, os autores não podem determinar quais elementos da expedição constituíam privação social ou ambiental, especificamente, eles observaram. No entanto, disseram os pesquisadores, os resultados sugerem que o isolamento prolongado pode esgotar o cérebro humano do BDNF, alterar a estrutura do hipocampo e prejudicar funções cognitivas importantes, como a memória.
Os pesquisadores estão atualmente investigando várias maneiras possíveis de prevenir esse encolhimento do cérebro ", como rotinas específicas de exercícios físicos e realidade virtual para aumentar a estimulação sensorial", disse Stahn. Teoricamente, se os resultados de estudos com roedores se mantiverem verdadeiros em seres humanos, "enriquecer" o ambiente de uma pessoa com novos itens e atividades poderá proteger o hipocampo do encolhimento, disseram os autores.
