Ritmos do cérebro e do intestino compartilham a mesma física, dizem cientistas

Nossos corpos vivem num vai e vem constante: do ar que entra e sai a cada respiração aos líquidos que, todas as noites, “lavariam” o cérebro. Agora, cientistas identificaram que ritmos essenciais do cérebro e do intestino compartilham, surpreendentemente, a mesma base física.

Os mesmos padrões de oscilação que colaboram com a digestão também parecem atuar nos vasos sanguíneos do cérebro, ajudando a levar oxigénio e nutrientes quando o organismo precisa. A descoberta pode ampliar de forma relevante a compreensão de ambos os sistemas biológicos.

O trabalho é de uma equipa internacional de investigadores e surgiu a partir do interesse em entender melhor como os vasos do cérebro comandam mudanças rítmicas no fluxo sanguíneo - um fenómeno chamado vasomotricidade cortical.

Da vasomotricidade cortical ao peristaltismo intestinal

Antes de encarar aquilo que pode ser a coisa mais complexa do Universo, o grupo decidiu começar por um sistema oscilatório mais simples: o peristaltismo intestinal, que empurra o alimento ao longo do sistema digestivo.

Aproveitando estudos anteriores, os cientistas construíram um modelo matemático mais completo para descrever os ritmos e as ondas envolvidas - o modelo de Ginzburg-Landau (GL).

Em seguida, testaram se a versão atualizada do modelo conseguia reproduzir os mesmos padrões de oscilação observados em experiências com intestinos de gatos - e, de facto, conseguiu.

Como osciladores “acoplados” entram em sincronia

A nova abordagem matemática descreve como grupos próximos de oscilações podem sincronizar-se, ou “acoplar-se”, quando as diferenças iniciais entre elas não são grandes demais. Existem limiares específicos em que esse acoplamento acontece - e outros em que não acontece.

Isso ajuda a esclarecer padrões de fluxo no sistema digestivo e, de forma intrigante, a física envolvida parece alinhar-se com a dos neurónios no cérebro.

"Osciladores acoplados conversam entre si, e cada secção do intestino é um oscilador que conversa com as outras secções próximas", diz o físico Massimo Vergassola, da Universidade da Califórnia, em San Diego.

"Normalmente, osciladores acoplados são estudados num cenário homogéneo, ou seja, todos os osciladores estão em frequências mais ou menos semelhantes. No nosso caso, os osciladores eram mais variados, tal como acontece no intestino e no cérebro."

Diferenças entre intestino e cérebro (e por que isso ainda importa)

Naturalmente, persistem diferenças importantes entre intestino e cérebro. Por exemplo: no intestino, o alimento percorre um trajeto de sentido único; já no cérebro, o sangue pode deslocar-se em várias direções através de uma rede de vasos.

Embora os resultados apontem para comportamentos semelhantes - e não para uma ligação direta -, eles podem ajudar cientistas a interpretar melhor pulsações no cérebro e no intestino que sinalizam alterações na saúde mental ou até antecipam a demência.

"O cérebro é infinitamente mais complicado do que o intestino, mas isto é a ciência no seu melhor", diz Kleinfeld. "Você faz uma pergunta, isso leva a outro lugar, você resolve esse problema e, então, volta à sua pergunta original."

A pesquisa foi publicada na revista Cartas de Revisão Física.