Privar o cérebro de oxigénio é extremamente prejudicial.
Sem o oxigénio de que precisam para produzir energia, os neurónios podem começar a morrer em poucos minutos. Nos casos mais extremos, isso pode conduzir rapidamente a convulsões, perda de consciência e morte.
Uma região com a forma de um cavalo-marinho, o hipocampo, é especialmente vulnerável a esta falta de oxigénio, chamada hipoxia. Tem um papel fundamental na formação e retenção de memórias, bem como na nossa capacidade de nos orientarmos no espaço físico.
Ainda assim, há pessoas que se submetem voluntária e repetidamente à hipoxia.
São os mergulhadores em apneia, praticantes de um desporto extremo que implica suster a respiração durante vários minutos enquanto mergulham em águas profundas.
O recorde pertence ao mergulhador croata Vitomir Maričić, que conseguiu suster a respiração durante uns impressionantes 29 minutos e 3 segundos no fundo de uma piscina de mergulho.
Mas, curiosamente, estes atletas não parecem apresentar as perturbações da memória que seria de esperar após episódios repetidos de hipoxia.
Uma equipa liderada pela neurocientista Julia Micaux, da Universidade Paris-Saclay, poderá agora ter descoberto uma explicação.
Num estudo de imagiologia cerebral que acompanhou 17 mergulhadores em apneia ao longo de sete meses de treino, os investigadores observaram uma reorganização dos padrões de comunicação cerebral de cada participante nos sistemas de saliência, frontoparietal, sensoriomotor, visual e cerebelar.
“Estes resultados sugerem que a hipoxia voluntária repetida durante o treino de mergulho em apneia está associada a uma reorganização funcional seletiva das redes do hipocampo e das redes cerebrais de grande escala”, escrevem os investigadores num pré-artigo publicado no bioRxiv, que ainda não foi revisto por pares.
“Este padrão poderá refletir uma neuroplasticidade adaptativa associada à preservação da memória episódica sob exposição intermitente à hipoxia.”
Hipoxia, hipocampo e memória
As elevadas necessidades energéticas do hipocampo tornam-no particularmente sensível à hipoxia.
Vários estudos concluíram que a privação de oxigénio pode interferir com a neurogénese, o processo de produção de novos neurónios, e com a plasticidade sináptica, a capacidade de as ligações entre neurónios se adaptarem a condições em mudança.
Ambos os processos são importantes para a aprendizagem e a memória. Por isso, talvez não surpreenda que a hipoxia também tenha sido associada a problemas de memória, atenção e outras funções cognitivas.
Contudo, estudos anteriores com mergulhadores em apneia não encontraram nenhum dos sinais de défice cognitivo associados à hipoxia clínica.
Intrigados, Micaux e os seus colegas decidiram investigar o cérebro e as capacidades cognitivas destes mergulhadores.
Num trabalho anterior, publicado em 2025, verificaram que o hipocampo permanecia estruturalmente preservado, sem qualquer défice concomitante da memória episódica.
Para os investigadores, isto sugeria que poderia estar a ocorrer algum tipo de adaptação.
Como o exercício está consistentemente associado à reorganização de redes cerebrais de grande escala, a equipa decidiu analisar mais de perto as alterações que ocorrem no cérebro dos mergulhadores ao longo do tempo.
Como foi estudado o cérebro dos mergulhadores em apneia
Os investigadores recrutaram 17 mergulhadores recreativos experientes, todos homens com idades entre os 27 e os 55 anos, que completaram sete meses de treino padronizado de mergulho em apneia.
Recrutaram ainda um grupo de controlo de 20 homens que não praticavam mergulho em apneia, mas tinham idades e antecedentes semelhantes. É importante notar que não eram sedentários: faziam cerca de cinco horas de exercício aeróbio por semana, uma carga comparável à do treino dos mergulhadores.
Antes e depois dos sete meses de treino, os mergulhadores foram submetidos a exames de ressonância magnética funcional para medir a conectividade funcional: padrões de atividade sincronizada que podem revelar que regiões cerebrais trabalham em conjunto.
A equipa quis também observar o que acontecia no cérebro tanto durante a respiração normal como durante a própria suspensão da respiração, ou apneia.
Em cada exame, os participantes completaram quatro ciclos, cada um com até dois minutos de apneia seguidos de 90 segundos de respiração normal.
Deste modo, os investigadores puderam comparar a conectividade cerebral durante e depois da suspensão da respiração e verificar como esses padrões se alteravam após sete meses de treino.
Os mergulhadores realizaram também um teste de memória episódica. Foram-lhes mostradas combinações de locais e gestos e, 15 minutos depois, pediu-se-lhes que distinguissem as combinações idênticas às apresentadas de outras semelhantes e de outras inteiramente novas.
Assim, a equipa pôde procurar não só alterações na conectividade cerebral, mas também possíveis associações entre essas alterações e o desempenho da memória dos mergulhadores.
Alterações nas redes cerebrais e na memória
Os investigadores encontraram efetivamente alterações, e não eram pequenas.
Após sete meses de treino, os mergulhadores apresentavam uma conectividade diferente em redes envolvidas no controlo cognitivo, na atenção, no processamento sensorial e no movimento.
De um modo geral, a conectividade entre as regiões frontoparietais e as redes sensoriomotoras, de saliência e visuais tinha aumentado.
O hipocampo, porém, apresentava um comportamento diferente.
Depois do treino, ambos os hipocampos mostravam uma conectividade mais forte com o cerebelo, uma região cada vez mais reconhecida pelo seu papel em funções cognitivas como a memória, além da sua função mais conhecida na coordenação do movimento.
Ao mesmo tempo, a conectividade entre o hipocampo e as regiões sensoriomotoras tinha enfraquecido, sobretudo enquanto os mergulhadores respiravam normalmente.
Os investigadores consideram que esta combinação poderá refletir uma mudança: uma menor dedicação ao processamento de informação sensorial e motora externa e uma maior importância dos processos internos que ajudam a preservar a memória perante as exigências fisiológicas invulgares do mergulho em apneia.
Os testes de memória pareceram sustentar essa interpretação.
Após o treino, os mergulhadores com uma conectividade mais forte entre o hipocampo esquerdo e o cerebelo tendiam a obter melhores resultados na distinção entre memórias semelhantes e na identificação de memórias inteiramente novas.
Por sua vez, aqueles cuja conectividade entre o hipocampo direito e as regiões sensoriomotoras era mais fraca tendiam a reconhecer melhor as memórias idênticas. Em conjunto, estes resultados sugerem que a hipoxia repetida está associada a alterações nas ligações do hipocampo a outras regiões cerebrais, que poderão ajudar a preservar a função da memória.
Há, contudo, algumas reservas. Uma amostra de apenas 17 pessoas não é particularmente grande e, além disso, todos os participantes eram homens.
Embora os mergulhadores tenham sido submetidos a exames antes e depois do treino, o grupo de controlo foi examinado apenas uma vez. Por isso, não é possível afirmar com certeza que o próprio mergulho em apneia tenha causado as alterações.
Ainda assim, os resultados são intrigantes. Sugerem que a hipoxia repetida e controlada poderá afetar o cérebro de forma muito diferente da privação involuntária de oxigénio associada a doença ou lesão.
Será necessária muita mais investigação para compreender exatamente como funciona essa adaptação e se poderá vir a ser aproveitada para fins médicos.
“Para além do desporto”, concluem os investigadores, “estas descobertas abrem caminhos para a aplicação de intervenções terapêuticas dirigidas à vulnerabilidade do hipocampo, como no envelhecimento, na neurodegeneração ou em patologias relacionadas com a hipoxia, através de protocolos de treino hipóxico controlado concebidos para tirar partido da neuroplasticidade adaptativa.”
Os resultados estão disponíveis no bioRxiv, servidor de pré-artigos.
Este artigo foi verificado e editado por Carly Cassella. Embora tenhamos orgulho no nosso processo, somos humanos. Se detetar algum erro, informe-nos.
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