A felicidade, de uma forma ou de outra, parece ser um objetivo comum que cada um de nós gostaria de alcançar. Com freqüência, nos comportamos como se pudéssemos encontrar uma maneira de completar a satisfação - conforto, saciedade, calor, alguma outra recompensa - e ser constantemente felizes apenas fazendo as escolhas certas. Mas o prazer até das sensações mais agradáveis é passageiro, e isso leva ao tédio e ao desejo de experimentar algo novo e surpreendente. Eu, como neurocientista, não posso deixar de pensar se a transitoriedade de nossa satisfação é realmente inevitável ou se é alguma característica do cérebro que, ao entender qual, o ajudará a aprender a lidar com isso.
Muitas das funções diárias do cérebro parecem tão naturais que dificilmente podemos nos distanciar delas para olhá-las de lado. O cérebro está comprometido em perceber coisas diferentes. Obviamente, a principal função cerebral é a percepção; com base no percebido, ele pode fazer avaliações e com base nelas - para agir. Este trabalho é realizado por neurônios do sistema nervoso. Eles encontram e apresentam os dados de entrada do mundo externo (e interno), analisam os dados e respondem a essa análise com a ação apropriada. A ação geralmente se refere ao movimento: os neurônios enviam sinais que causam a contração dos músculos, o que permite que você execute algum tipo de ação. A entrada vem dos sentidos, a análise é freqüentemente chamada de associativa e a saída é motilidade. A trindade de sentimentos / análise associativa / motilidade é um análogo neural da percepção / avaliação / ação.
Como os neurônios que compõem o cérebro lidam com a detecção e análise do que está acontecendo no mundo exterior? A resposta mais simples é que eles dependem principalmente de um serviço de tradução. As partes do corpo que consideramos os órgãos sensoriais - olhos, ouvidos, nariz, língua, pele - contêm células receptoras que percebem informações. Pequenas moléculas de proteína estão localizadas nas membranas dessas células; eles traduzem (tecnicamente falando, transformam) os efeitos físicos do mundo exterior - luz, som, produtos químicos, calor - em sinais elétricos,
potenciais de ação que formam a linguagem do cérebro. As proteínas transmissoras formam um pequeno caminho, o
canal iônico , através do qual partículas carregadas, íons, como sódio ou potássio, entram ou saem da célula. O movimento de íons gera sinais elétricos. Cada sinal se propaga ao longo de todo o comprimento da célula devido a outras proteínas - também formando canais iônicos - que, como resultado, levam à liberação de um
neurotransmissor químico. O próximo neurônio recebe o neurotransmissor devido a outras proteínas receptoras, que também representam canais iônicos ou estão associados a eles. Nossa capacidade de perceber depende principalmente de nossos canais de proteína-íon.
Curiosamente, quase todas essas proteínas respondem a mudanças nos estímulos; mas na presença de estimulação prolongada e constante com intensidade leve a moderada, muitos deles são desligados e impedem a passagem de íons através deles. Chamamos esse processo de adaptação (ou dessensibilização ou inativação, dependendo da base física). Isso leva ao aparecimento de sensações familiares. Devido à adaptação, ao mudar de um local com iluminação intensa para uma sala apagada, a princípio parece escuro e, depois de um tempo, a iluminação já parece normal. Somente quando você volta ao sol você percebe o quão escuro estava na sala - ou o quão brilhante está agora. Da mesma forma, a maioria das pessoas se adapta ao cheiro de comida logo após entrar em um restaurante, ou ao frescor de uma piscina depois de pular nela em um dia quente ou ao ruído de fundo de uma geladeira. Após uma curta exposição, o cheiro, o frio ou o ruído - a menos que sejam tão fortes que causem transtornos - deixam de ser sentidos, e não prestamos atenção a eles. Ou seja, como dizem, nos acostumamos a eles. Em particular, devido aos canais de íons adaptativos, sentimos muito não em tamanho absoluto, mas em contraste com o que tínhamos antes (embora nem todos os tipos de adaptação ocorram devido aos canais de íons, e nem todos os sentimentos estão sujeitos a adaptação). Em um caso excepcional, os pesquisadores conseguiram demonstrar esse fenômeno estabilizando a imagem na retina. Nossos olhos geralmente fazem pequenos movimentos bruscos,
microacades , que permitem às células da retina comparar a luz refletida nas áreas escuras e brilhantes de qualquer ambiente visual. Ao rastrear os movimentos dos olhos humanos e alterar a imagem projetada para eles, os neurocientistas conseguiram mostrar que, quando uma imagem é artificialmente fixada na retina, parece que a pessoa desaparece [Ditchburn, RW & Ginsborg, BL Vision com uma imagem retiniana estabilizada. Nature 170, 36-37 (1952); Martinez-Conde, S., Macknic, SL, Troncoso, XG e Dyar, TA Microsaccades neutralizam o desbotamento visual durante a fixação. Neuron, 49, 297-305 (2006)]. Se você não pode comparar, o mundo fica cinza. Em outras palavras, a diversidade não acrescenta apenas um gostinho da vida; em princípio, você só pode ver algo através da mudança.
Essa sensibilidade às mudanças e a insensibilidade à constância não para no nível dos receptores sensoriais. Mais profundamente no cérebro, em quase todos os neurônios, existem outros canais de proteína-íon - em particular, canais de sódio que acionam potenciais de ação (deixando os íons de sódio entrarem no neurônio) e canais de potássio que interrompem os potenciais de ação (liberando íons de potássio do neurônio). Os canais de sódio e potássio são diferentes e muitos deles também são inativados - desativados - durante o uso. Portanto, mesmo quando os neurotransmissores químicos dão estímulos longos ou repetidos aos neurônios, as propriedades internas dos canais iônicos limitam o número de potenciais de ação. Por exemplo, em alguns neurônios, a inativação dos canais de sódio torna cada vez mais difícil gerar potenciais de ação com estímulos constantes.
Mas em alguns neurônios, certos canais de sódio impedem a inativação usando uma proteína especial que a bloqueia. Tais neurônios com prazer desencadeiam longas seqüências de alta freqüência de potenciais de ação. Muitos desses neurônios são encontrados no cerebelo e tronco cerebral. [Lewis, AH & Raman, IM Corrente ressurgente de canais de Na + dependentes de voltagem. Journal of Physiology 592, 4825–4838 (2014)]
Enquanto isso, certos canais de potássio aumentam gradualmente o fluxo de íons, ajudando a desacelerar ou desligar os sinais dos neurônios após passarem por vários potenciais de ação. A interação entre os fluxos de íons sódio e potássio permite gerar sinais elétricos apenas no início do estímulo - esse processo é chamado de acomodação. Embora existam exceções, a maioria das principais células excitatórias do córtex e do hipocampo - aquelas que promovem potenciais de ação nos neurônios-alvo - são suscetíveis de acomodação.
Em algumas células, neurotransmissores, como a
noradrenalina , podem reverter a acomodação. Curiosamente, o efeito global da noradrenalina no cérebro é aumentar a atenção. Muitas toxinas e venenos, como os de escorpiões e cobras, impedem a inativação dos canais de sódio e bloqueiam os canais de potássio, o que leva a convulsões e morte - ou seja, o cérebro pode sofrer muito. [Madison, DV & Nicoll, RA Ações da noradrenalina registradas intracelularmente em neurônios piramidais CA1 do hipocampo de ratos, in vitro. Journal of Physiology 372, 221-244 (1986). Hille, B. A. K + canal digno de atenção. Science 273, 1677 (1996)]
Nem sempre entendemos que informações os neurônios acomodam transportar, mas sabemos que eles reagem mais fortemente às mudanças no estímulo. É difícil resistir à tentação de concluir que quanto mais atividade no cérebro, melhor - no entanto, é muito bom que alguns neurônios tenham a capacidade de desligar seus sinais através da inativação dos canais de íons. Muitas doenças neurológicas estão associadas a um excesso de potenciais de ação nos neurônios, que geralmente respondem bastante. Essa "superexcitação" é freqüentemente encontrada em dor ou epilepsia. No primeiro, há muitos sentimentos, no segundo - contrações musculares. Muitas vezes, os melhores medicamentos para esses casos são aqueles que inativam os canais de sódio. Mesmo as pessoas sem essas síndromes estão familiarizadas com o efeito analgésico dos medicamentos bloqueadores dos canais de sódio, como a
novocaína ou a
lidocaína . Os medicamentos para epilepsia não desativam completamente a atividade nervosa, mas limitam os neurônios hiperativos.
Da mesma forma, as proteínas receptoras dos neurotransmissores podem sofrer dessensibilização, na qual seus canais iônicos são desligados após exposição prolongada a estímulos. Eles podem ser desativados devido à dessensibilização, que é uma propriedade interna da proteína, ou devido à curta vida do próprio neurotransmissor, uma vez que é destruído por enzimas ou é absorvido pelas
células gliais vizinhas. Substâncias que afetam esses processos e prolongam a ação dos neurotransmissores podem alterar drasticamente o funcionamento do sistema nervoso. Os tranquilizadores prolongam a duração do fluxo de íons através dos canais abertos pelo neurotransmissor GABA. O gás nervoso prolonga a ação da
acetilcolina , um neurotransmissor que causa a contração dos músculos.
Mas os neurônios têm uma capacidade interessante de responder a um aumento a longo prazo dos efeitos dos neurotransmissores - a intervalos de vários dias ou mais, o que pode levar a uma quantidade excessiva de sinais passando por um determinado circuito nervoso - eles simplesmente absorvem seus próprios receptores de neurotransmissores e menos receptores ativos permanecem na superfície celular . Uma reação semelhante pode estar subjacente ao surgimento de resistência a drogas, drogas e alimentos condimentados.
A detecção de alimentos condimentados não ocorre nos receptores dos neurotransmissores cerebrais, mas nos receptores químicos periféricos que respondem à
capsaicina , uma substância natural que aquece a pimenta. Um exemplo interessante de dependência é uma pomada à base de capsaicina que dessensibiliza os receptores e alivia a dor na artrite e neuropatia.
Por outro lado, com uma diminuição na produção de neurotransmissores, um neurônio específico pode produzir mais proteínas receptoras e canais iônicos associados. Dessa maneira, a hiperestimulação retorna à percepção normal e a não estimulação ajusta o circuito nervoso para aumentar a sensibilidade, mesmo para sinais fracos. Como as células sabem disso? Através de vários sistemas de feedback, muitos dos quais usam propriedades bioquímicas especiais dos íons cálcio, que permitem ao neurônio encontrar, por assim dizer, um meio termo confortável ou adequado. Processos semelhantes podem ser acionados quando a estimulação, inicialmente agradável - ou repulsiva - é repetida várias vezes. A percepção aguda desaparece quando o cérebro encontra seu marco.
Esse processo é chamado de
homeostase , e muito esforço é gasto no estudo da “plasticidade homestática” dos circuitos nervosos - o retorno pelos neurônios do ponto de controle básico, mesmo com alterações na força do estímulo de entrada. [Turrigiano, G. Plasticidade sináptica homeostática: mecanismos locais e globais para estabilizar a função neuronal. Perspectivas de Cold Spring Harbor em Biologia 4, a005736 (2012)]
No nível de todo o organismo, as sensações desses estímulos mudam de acordo; diminua no caso de estímulos repetidos e depois recupere no caso de uma alteração. Uma demonstração simples desse fenômeno pode ser o experimento com a
aplisia do molusco, que, em resposta a um leve toque, primeiro atrai as brânquias. Após uma série de toques inofensivos, ele se acostuma e para de reagir até que o toque seja combinado com algo desagradável, por exemplo, com choque elétrico. Quando usados, os receptores não experimentam dessensibilização - em vez disso, o neurotransmissor termina em neurônios. [Kandel, ER & Schwartz, JH Biologia molecular da aprendizagem: modulação da liberação do transmissor. Science 218, 433-443 (1982)]
No caso de sensações mais agradáveis, ratos famintos trabalharão por comida, seja comum ou especialmente saborosa, e ratos saciados trabalharão apenas para obter doces de que gostem especialmente. A motivação dos ratos para trabalhar pela comida pode ser reduzida com drogas que interferem com os receptores de opiáceos naturais e dopamina - neurotransmissores nos circuitos nervosos que sinalizam recompensas. Acontece que os contornos da recompensa são estimulados tanto pela antecipação quanto pela absorção dos alimentos, mas em ratos bem alimentados isso acontece apenas se a comida vencer em comparação com a experiência recente. [Barbano, MF & Cador, M. Opióides para experiência hedônica e dopamina para se preparar para isso. Psychopharmacology 191, 497-506 (2007)] Em outras palavras, não deixe espaço para a sobremesa; ainda será agradável, desde que tenha um sabor melhor do que era antes.
Estímulos familiares e as sensações criadas por eles também podem causar o aparecimento de outras modificações nos canais iônicos e nos receptores de neurotransmissores que podem alterar todo o contorno do nervo. De fato, alguns circuitos cerebrais de muitos animais (inclusive nós) são tão bons em prever o resultado de um estímulo conhecido que enviam sinais que equilibram a sensação do que está acontecendo. O corpo nem percebe que algo está acontecendo - até que algo mais ou inesperado aconteça.
Uma ilustração interessante da capacidade do cérebro de ignorar os famosos é o peixe elétrico, cuja sensação elétrica lhes permite sentir campos elétricos. Eles estudam o ambiente usando a descarga de um órgão elétrico (REO) - um “grito” especial que cria um campo elétrico ao redor do peixe. Na presença de objetos, esse campo fica distorcido - talvez seja um pouco como uma distorção na forma da pele quando você toca no objeto. É um desvio da forma usual que fala da necessidade de ser salvo ou investigado. Os sinais REO permanentes em si não são algo importante. Os neurônios que criam REOs também enviam um sinal para o cérebro dos peixes, indicando que eles funcionaram. Este sinal é estritamente oposto ao sinal sensorial recebido pelo peixe como resultado de detectar seu próprio campo não distorcido obtido como resultado do REO, como resultado do qual neutraliza a sensação do peixe de seu próprio "grito" quando não há nada próximo. [Bell, C., Bodznick, D., Montgomery, J. Bastian, J. A geração e subtração de expectativas sensoriais dentro de estruturas semelhantes ao cerebelo. Comportamento cerebral e evolução 50, 17–31 (1997)]
A capacidade de se acostumar e ignorar as informações recebidas, que são estáticas, familiares, previsíveis e seguras, ajuda em termos de comportamento. Em outras palavras, ela tem uma vantagem evolutiva. Se sentíssemos constantemente o toque de roupas na pele ou o leve cheiro de um amaciante, isso seria, para dizer o mínimo, muito perturbador, e até poderia impedir que detectássemos e reagíssemos a um sinal importante - um tapinha no ombro ou o cheiro de uma torrada ardente. A incapacidade de prever e se adaptar é talvez um dos fatores que contribuem para o desenvolvimento
de distúrbios do espectro do autismo . [Gomot M. & Wicker, B. Um mundo desafiador e imprevisível para pessoas com transtorno do espectro do autismo. Jornal Internacional de Psicofisiologia 83, 240–247 (2012)]
Além disso, sinais que comunicam informações já conhecidas pelo cérebro seriam um desperdício. Todos esses íons, entrando e saindo das células para enviar sinais no cérebro, não podem simplesmente ficar do lado oposto de onde se moveram. A energia é literalmente gasta bombeando sódio de volta dos neurônios e bombeando potássio de volta para dentro; portanto, é mais eficiente não criar potenciais de ação que não transfiram informações importantes.
Isso significa que apenas algo novo faz sentido e que tudo o que é familiar deve ser descartado assim que as sensações se tornarem entediantes? Pelo contrário; Eu acho que essa é a chave da felicidade, compatível com os princípios do cérebro. A capacidade de detectar até estímulos familiares é restaurada por uma rápida "reinicialização", que permite recuperar a dessensibilização o suficiente para aprimorar as sensações subseqüentes. Parece-me que é precisamente a capacidade do cérebro de perceber sensações em contraste que pode explicar parcialmente por que nossas tentativas de alcançar a satisfação eterna continuam sem sucesso. O cérebro trabalha em uma curva, comparando constantemente a situação atual com a anterior e, portanto, a infelicidade pode ser o segredo da felicidade. Não é um infortúnio absoluto, é claro, mas um resfriamento a curto prazo, que nos permite sentir calor, fome, tornando a saciedade tão desejada, um período de desespero que nos leva a uma incrível sensação de triunfo. O caminho para a satisfação passa por contrastes.
Indira M. Raman - Professora de Neurobiologia da Northwestern University