Os golfinhos dormem com metade do cérebro de cada vez. O olho aberto costuma ficar do lado oposto à metade acordada

No golfinho-nariz-de-garrafa, cada metade do cérebro dorme cerca de 4 horas por dia. Quase nunca as duas ao mesmo tempo.

Enquanto um hemisfério mostra as ondas lentas e altas do sono profundo, o outro mantém a atividade rápida e baixa de quem está acordado. Depois, os papéis tendem a se inverter.

É assim que os golfinhos dormem, segundo meio século de eletroencefalogramas. O nome técnico é sono de ondas lentas uni-hemisférico. Numa revisão de 2008, ele responde por 70% a 90% de todo o sono dos golfinhos medidos. O resto é sono nos dois lados, mas raso ou desigual: ondas lentas de amplitude máxima nos dois hemisférios juntos nunca foram registradas por mais de alguns segundos no sono natural.

Os eletrodos do Mar Negro

Em 1964, o pesquisador John Lilly escreveu que golfinhos dormem com um olho aberto e outro fechado, e imaginou que metade do cérebro pudesse descansar de cada vez. Ele também achava que a respiração deles era "quase, se não totalmente, voluntária" (tradução nossa) e que o animal precisava acordar para cada fôlego.

A primeira tentativa de medir veio em 1972, com uma baleia-piloto fêmea em cativeiro. Os autores registraram diferenças entre os dois hemisférios, mas só conseguiram uma noite de gravação e interpretaram o padrão como relaxamento, e não como sono.

A virada foi em 1973. Lev Mukhametov e A. Supin registraram o EEG de quatro golfinhos-nariz-de-garrafa num verão de trabalho de campo na costa russa do Mar Negro, perto da vila de Bolshoi Utrish. Os golfinhos eram estudados em piscinas externas de 5 por 5 metros, com água do mar.

O primeiro artigo saiu em 1975, em russo. Em 1976 e 1977, o grupo resumiu os dados de nove golfinhos, com foco na "incomum assimetria inter-hemisférica dos estados funcionais do cérebro" (tradução nossa). Um desses textos, de 1977, saiu na revista Brain Research, assinado também por I. Polyakova. Mais tarde, Mukhametov definiu o fenômeno como um estado em que ondas lentas aparecem "em um hemisfério (alternadamente no direito ou no esquerdo) enquanto a dessincronização do EEG é registrada simultaneamente no outro" (tradução nossa).

Os estudos de Mukhametov e colegas somaram 31 golfinhos, entre 1973 e 1996. Também desmentiram Lilly num ponto: os golfinhos conseguiam respirar com um hemisfério em sono.

Como se descobriu o sono de meio cérebro

1. 1964John Lilly propõe que golfinhos dormem com um olho aberto e sugere sono de um hemisfério por vez.
2. 1972Primeiro registro de EEG num cetáceo, uma baleia-piloto. A assimetria é lida como relaxamento, não como sono.
3. 1973Mukhametov e Supin registram o cérebro de quatro golfinhos no Mar Negro.
4. 1976 e 1977O grupo publica os dados de nove golfinhos, com a assimetria entre os hemisférios no centro.
5. 2004Gravações simultâneas de EEG e dos dois olhos ligam o olho fechado ao hemisfério adormecido.
6. 2005 e 2006Estudo diz que filhotes e mães quase não dormem no primeiro mês; duas equipes contestam.

O que o eletroencefalograma mostra

Os números mais detalhados vêm de seis golfinhos adultos, três machos e três fêmeas, compilados na revisão de 2008 assinada por Oleg Lyamin, Paul Manger, Sam Ridgway, Jerome Siegel e o próprio Mukhametov.

O total, 33,9% do dia, dá pouco mais de 8 horas. E a divisão entre os lados não é certinha: num mesmo dia, a diferença entre o tempo de sono de um hemisfério e o do outro chegou a quatro vezes. Na média de vários dias, essa diferença perde importância.

Cada metade, por sua vez, precisa do próprio sono. Em experimentos de privação que duraram de 35 a 119 horas, os pesquisadores acordavam o animal sempre que um lado específico adormecia. Na maioria dos casos, a recuperação aconteceu só no hemisfério privado. A conclusão da revisão é que o déficit de um lado não pode ser compensado com sono no outro.

E falta uma fase inteira. Apesar de gravações contínuas de até quatro semanas, nenhum estudo obteve prova confiável de sono REM, a fase dos movimentos rápidos dos olhos, em golfinhos ou em qualquer outro cetáceo com eletrodos.

O olho aberto entrega o lado acordado

Lilly estava certo sobre o olho, mas a prova demorou. Os primeiros registros, nos anos 1970, não acharam relação entre o olho aberto e o estado de cada hemisfério. Em 1978, a equipe soviética chegou a escrever que o fechamento de um olho e o sono de um lado eram "dois fenômenos independentes" (tradução nossa).

A resposta veio com câmeras. Lyamin e colegas registraram o EEG e filmaram os dois olhos de uma beluga e de um golfinho com movimentos limitados por um arreio. No golfinho, o olho do lado oposto ao hemisfério mais adormecido ficou fechado em 55% e 60% do tempo de sono daquele lado, conforme o olho, e semiaberto em boa parte do resto. Ao mesmo tempo, o olho do lado oposto ao hemisfério acordado ficou aberto ou semiaberto de 95% a 98% do tempo.

Os dois olhos fechados juntos foram raros: 2% do tempo no golfinho. Dois olhos abertos indicaram vigília em cerca de 80% dos casos; um olho fechado indicou sono de um hemisfério com acerto de cerca de 75%.

A relação vale para períodos longos, não segundo a segundo. A beluga chegou a abrir por 10 a 40 segundos o olho do lado oposto ao hemisfério adormecido sem acordar. E Ridgway, em 2002, tapou um olho de cada vez por 20 minutos: o hemisfério oposto não mudou. Fechar o olho não faz o cérebro dormir.

Para que serve o olho aberto? Num teste com dois golfinhos, um tabuleiro quadriculado apresentado ao olho fechado não causou reação. Mostrado ao olho aberto, provocou resposta sempre rápida. Em quatro golfinhos-de-laterais-brancas do Pacífico em cativeiro, que descansavam nadando em formação, o olho aberto ficava voltado para os companheiros, e os animais trocavam de olho quando trocavam de posição.

O que se diz sobre o sono do golfinho

O que se contaO que as fontes mostram

Em cada item, primeiro: o que se conta. Depois: o que as fontes mostram.

O golfinho dorme com um olho aberto.

Costuma, e o olho aberto fica do lado oposto ao hemisfério acordado. Mas em intervalos curtos olho e cérebro podem mudar de estado sem acompanhar um ao outro.

O golfinho precisa acordar para respirar.

Ele respira com um hemisfério dormindo. O que não combina com a respiração é o sono profundo nos dois lados ao mesmo tempo.

Golfinho não dorme.

Nos seis adultos medidos, houve sono em pelo menos um hemisfério durante 33,9% do dia.

Filhotes passam um mês sem dormir.

É a conclusão de um estudo de 2005, contestada por duas equipes em 2006.

Por que metade de cada vez

A primeira explicação é a respiração, que a revisão considera fortemente apoiada pelos experimentos com remédios. Com pentobarbital em dose alta, os dois hemisférios entraram juntos em ondas lentas e altas, e a respiração parou. Com o diazepam em doses altas, os golfinhos continuaram respirando sozinhos, mas o fôlego só vinha depois que o sono profundo nos dois lados se desfazia. Daí a conclusão da revisão: a respiração autônoma do golfinho não é compatível com sono profundo bilateral.

A segunda é o movimento. Os botos-do-porto, por exemplo, nadam sem parar, a cerca de 50 metros por minuto, 24 horas por dia, e mostram sono de um hemisfério enquanto nadam.

A terceira é a vigilância. Em 2006, dois golfinhos detectaram sons-alvo por cinco dias seguidos sem sinais de privação de sono. Em 2012, num estudo financiado pelo programa de mamíferos marinhos da Marinha dos Estados Unidos, uma fêmea de 30 anos identificou alvos por ecolocalização durante 15 dias sem interrupção. Os autores, porém, admitem que a ligação com o sono de meio cérebro é hipótese: "a evidência fisiológica conclusiva está ausente" (tradução nossa). Não houve EEG nesse estudo.

Os autores da revisão de 2008 apostam numa quarta: o calor. A perda de calor por condução na água é cerca de 90 vezes maior que no ar à mesma temperatura. Para eles, um sono que não desliga o cérebro inteiro e não interrompe o nado é compatível com produzir mais calor. Eles apresentam isso como sugestão, não como prova.

Nas focas verdadeiras, os focídeos, o sono de um hemisfério só não apareceu em nenhuma das três espécies com registro dos dois lados do cérebro: elas dormem em apneia, com sono simétrico, e acordam para subir à tona. O lobo-marinho, ao contrário, mostra sono assimétrico quando está na água. O problema de dormir na água foi resolvido de mais de um jeito.

Os filhotes que não param

A parte ainda em disputa envolve os recém-nascidos. Em 2005, Lyamin e colegas publicaram na Nature que filhotes de orca e de golfinho-nariz-de-garrafa, e suas mães, mostram pouco ou nenhum comportamento típico de sono no primeiro mês após o parto. Os animais seguiam em movimento 24 horas por dia, e nenhum descansava na superfície. O estudo acompanhou duas orcas e quatro golfinhos com seus filhotes em cativeiro.

Em todos os outros mamíferos estudados até então, o período logo após o nascimento é o de mais sono.

Em 2006, duas equipes responderam na mesma revista. Sekiguchi e colegas analisaram três pares de mãe e filhote e viram um ou os dois olhos fechados durante o "nado de descanso", um sono debaixo d'água em movimento contínuo. Para eles, Lyamin só tinha olhado os olhos quando os animais subiam para respirar. Gnone e colegas também concluíram que os filhotes passam um tempo considerável dormindo enquanto nadam.

O grupo de Lyamin manteve a posição na revisão de 2008. Os filhotes sobem para respirar, em média, a intervalos de menos de um minuto; trechos de sono entre um fôlego e outro seriam curtos demais, e os autores questionam chamar aquele comportamento de sono. Há registro de EEG com sono de um hemisfério num boto-do-amazonas de poucas semanas de vida, mas as fontes consultadas não trazem EEG de filhotes no primeiro mês. A pergunta segue aberta.

O que está fechado é o essencial: o golfinho dorme, dorme por partes e precisa de sono nas duas metades do cérebro. Se você gosta de bicho marinho com fisiologia que parece inventada, vale ler por que o polvo tem três corações e sangue azul. E, para ver o que acontece com o sono humano quando o relógio some, a história de Michel Siffre, que passou 63 dias numa caverna.