Contrações abdominais movem o cérebro, aponta estudo da Penn State

Antes mesmo de você dar um passo, os músculos abdominais se contraem. Isso acontece de forma automática, uma fração de segundo antes de qualquer outra parte do corpo se mover. Em tese, o seu cérebro deveria permanecer totalmente parado durante esse processo.

Uma pesquisa recente indica que não é bem assim. Ao acompanhar o cérebro dentro do crânio, cientistas observaram que ele desliza para a frente - e não por causa do impacto da caminhada, nem pela respiração, nem pelos batimentos cardíacos. O movimento parece ser provocado por outro fator.

Contrações abdominais movem o cérebro

O impulso vem da barriga. Pesquisadores da Pennsylvania State University (PSU) fizeram imageamento ao vivo em camundongos para determinar em que momento o cérebro se deslocava e o que iniciava esse deslocamento.

O gatilho, ao que tudo indica, foram pequenas contrações dos músculos abdominais - o mesmo “travar” do core que ocorre antes de levantar, sentar ou dar um passo.

Patrick Drew, Ph.D., professor de engenharia (engineering science and mechanics) na Penn State, liderou a equipe. Ele e seus colegas acompanharam o movimento cerebral em incrementos de cerca de 1 micrômetro (1 µm), em forte sincronia com o que o abdômen fazia.

Rastreando um movimento microscópico

O grupo utilizou microscopia de dois fótons - técnica capaz de registrar tecido vivo em alta resolução - em 24 camundongos com a cabeça fixada, mas livres para caminhar numa esteira.

O método se apoia em microesferas fluorescentes coladas ao crânio, que servem como pontos de referência estáveis.

Os dados indicaram que, entre animais diferentes, o cérebro se deslocava aproximadamente 1 µm para a frente e um pouco para um dos lados. O crânio não se movia. Já o coração e a respiração, que por muito tempo foram considerados os principais motores do movimento cerebral em animais acordados, quase não apareciam no registro.

Músculos da barriga entram primeiro

Para identificar a origem do efeito, os pesquisadores implantaram eletrodos nos músculos abdominais dos camundongos. A atividade muscular subia antes do início da locomoção, e o cérebro começava a se deslocar conforme os músculos disparavam - não quando as pernas efetivamente iniciavam o movimento.

O mesmo padrão também surgiu sem relação direta com caminhar. Em exalações profundas e forçadas sob anestesia, os músculos abdominais eram recrutados, e o movimento do cérebro vinha em seguida. Bastava um leve “aperto” do core.

Vasos sanguíneos fazem a ligação

Como uma contração na barriga poderia influenciar um órgão dentro da cabeça? Para responder, a equipe voltou a atenção para a coluna.

Com varreduras 3D de alta resolução, os pesquisadores mapearam os vasos sanguíneos ao redor de cada vértebra. Eles identificaram veias sem válvulas - que permitem fluxo de sangue em ambos os sentidos - atravessando as vértebras inferiores e conectadas, por pequenas aberturas, a vasos do abdômen.

Essa rede já havia sido descrita em humanos, mas ainda não tinha sido confirmada em camundongos. Quando o abdômen se contrai, é provável que o sangue seja empurrado por essas aberturas para dentro do canal vertebral.

O aumento de pressão parece comprimir a “manga” cheia de fluido ao redor da medula espinal, enviando uma onda de líquido cefalorraquidiano - o líquido transparente que amortece cérebro e coluna - para a frente, em direção ao crânio.

Um teste com “manguito” de pressão

A equipe construiu uma pequena cinta inflável para camundongos levemente anestesiados. Sem caminhada e sem contrações voluntárias - apenas uma compressão externa suave no abdômen, menor do que a pressão de um manguito de aferição de pressão arterial.

Somente a pressão abdominal já foi suficiente para deslocar o cérebro - para a frente e um pouco para o lado, na mesma direção observada durante a caminhada. Quando a cinta era esvaziada, o cérebro quase imediatamente voltava à posição de repouso.

“Isso sugere que a pressão abdominal pode alterar de forma rápida e significativa a posição do cérebro dentro do crânio”, afirmou Drew.

Modelagem do fluxo de fluidos

Ainda não é possível visualizar, em tempo real, o fluxo de líquido atravessando o tecido cerebral. Por isso, o time recorreu a um modelo computacional.

Francesco Costanzo, professor de engenharia (engineering science and mechanics) na Penn State, liderou a parte de simulação.

O resultado: a compressão sobre a medula espinal impulsionou o fluido para fora do cérebro e para o espaço ao redor a uma velocidade várias vezes maior do que aquela com que o cérebro normalmente produz seu próprio fluido. Uma contração moderada do core pode, rotineiramente, “lavar” resíduos para fora.

O oposto do sono

A direção do fluxo foi a parte inesperada. O sistema glinfático do cérebro - via de remoção de resíduos que se ativa durante o sono - puxa fluido para dentro do cérebro ao longo da parte externa dos vasos sanguíneos enquanto a pessoa dorme.

Antes deste trabalho, ninguém havia apontado um motivo mecânico para que, quando acordado, o cérebro fizesse o contrário. As simulações indicam fluxo para fora durante a vigília - o inverso do que descreveu um estudo anterior sobre sono e depuração de resíduos no cérebro.

Isso ajuda a esclarecer um enigma antigo: traçadores injetados no líquido espinal de camundongos acordados não entram no córtex, enquanto os mesmos traçadores circulam livremente durante o sono. Os dois estados parecem se alternar - sono para entrada, vigília para saída.

Cérebro de camundongo não é cérebro humano

Todos os experimentos foram feitos em camundongos com a cabeça fixada, não em humanos, e as conclusões sobre fluxo de fluido vêm de simulação, não de imageamento direto. Ainda é preciso testar se o mesmo mecanismo existe em pessoas - e em que escala.

O que vem a seguir

O estudo derruba uma suposição básica: o cérebro não está mecanicamente isolado do restante do corpo. Contrações abdominais o empurram para a frente dentro do crânio e podem, ao mesmo tempo, ajudar a varrer fluido com resíduos para fora.

Com isso, surge uma nova linha de investigação. Condições que alteram cronicamente a pressão abdominal - como obesidade, períodos prolongados de repouso no leito e doenças gastrointestinais - podem, silenciosamente, prejudicar a depuração de fluidos ao longo do tempo. O movimento diário pode contribuir para preservá-la, em linha com pesquisas que associam atividade física a melhor saúde cerebral.

“Nossa pesquisa mostra que um pouquinho de movimento faz bem, e pode ser mais um motivo pelo qual o exercício é bom para a nossa saúde cerebral”, disse Drew.