Estudo da privação de sono na conectividade funcional do lobo frontal

Tese de mestrado em Biologia Humana e Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, em 2018O sono é um estado comportamental presente em todos os animais com um sistema nervoso diferenciado, todavia a sua função biológica fundamental permanece incerta. A investigação sobre o papel do sono tem levado à formulação de variadas hipóteses sobre a sua função que incluem, entre outras, modulação imunitária, conservação de energia metabólica, termorregulação ou consolidação de memórias. Presentemente, um grupo de hipóteses com especial proeminência tem-se focado na regulação da plasticidade sináptica que sucede durante a vigília, propondo que durante o sono ocorre um conjunto de operações que, em última análise, levam à consolidação de mudanças sinápticas induzidas durante a vigília através da interacção com o ambiente. A formação de novas memórias na vigília implica a modificação da comunicação entre as redes neuronais, as quais podem ser estudadas ao nível macroscópico através da alteração da conectividade funcional entre elas. O EEG/MEG é, actualmente, a metodologia com a maior resolução temporal para caracterizar estas interacções e com a facilidade de registo no escalpe associada à sua reduzida interferência com o sono, oferece oportunidades relevantes para estudos experimentais da sua modulação durante as várias fases do ciclo sono-vigília. Existem numerosas evidências experimentais que associam a conectividade funcional com a interacção entre redes neuronais que constituem a base do processamento cognitivo, com o estudo da interferência do sono na conectividade funcional cerebral a prometer revelar certos aspectos da sua relação com a cognição. Neste contexto, é importante o estudo da conectividade dos lobos frontais, pois esta aparenta encontrar-se significativamente modificada durante o sono, para além de exercer um controlo cognitivo “top-down” sobre as outras áreas cerebrais. Não existe, no entanto, um modelo descrevendo o mecanismo responsável pelas variações na conectividade funcional dos lobos frontais durante o sono e o seu papel na organização da actividade cerebral.Sleep is a behavioral state present in all animals with a well differentiated nervous system, however its fundamental biological function remains uncertain. Research on the role of sleep led to the formulation of numerous hypotheses about its function that include, among others, immune modulation, metabolic energy conservation, thermoregulation or consolidation of memories. A group of hypotheses with prominence at present focuses on the regulation of synaptic plasticity that takes place in wakefulness, being proposed that during sleep a set of operations occurs that ultimately consolidate the synaptic changes induced in wakefulness by interaction with the environment. The formation of new memories in wakefulness implies modifying the communication between neuronal networks, which can be studied at the macroscopic level through modification of the functional connectivity between them. The EEG/MEG is currently the methodology with the highest temporal resolution to characterize these interactions, and the ease of records on the scalp, associated with reduced interference with sleep, offers important opportunities for experimentally study its modulation in the various stages of the sleep-wake cycle. There is currently large experimental evidence associating functional connectivity with the interaction between neural networks which are the base of cognitive processing. The study of interference of sleep in brain functional connectivity promises to illuminate certain aspects of this relationship with cognition. In this context, it is relevant the study of connectivity of the frontal lobes as it appears prominently modified in sleep, in addition to exercising a ' top-down ' control over the other brain areas in cognition. There is not, however, a model describing the mechanism responsible for variations in functional connectivity of frontal lobe during sleep and its role in organization of brain activity