D2-MSNs in the nucleus accumbens core are the primary factor limiting forced treadmill running

Para muitos, a ideia de exercício é uma batalha entre o desejo do corpo de se mover e a resistência da mente ao esforço. Enquanto algumas pessoas correm pelo puro prazer disso, outras se veem em uma esteira apenas porque sentem que devem, o que frequentemente leva a uma sensação de pavor que as faz desistir antes de estarem verdadeiramente exaustas. Cientistas sabem há muito tempo que o cérebro contém um sistema de recompensa, uma rede de células que decide se uma ação é prazerosa ou desagradável, mas o mecanismo preciso que diz a uma pessoa para parar quando a atividade é forçada e desagradável permaneceu um mistério. Esta questão situa-se na interseção entre a saúde física e a neurociência, explorando por que o cérebro às vezes atua como um porteiro, interrompendo o movimento mesmo quando os músculos ainda são capazes de ir mais longe.

Uma equipe de pesquisadores da Universidade Normal do Leste da China e do Centro de Saúde Mental de Xangai descobriu agora um circuito neural específico que parece atuar como esse porteiro. Ao estudar camundongos em uma esteira, eles descobriram que um grupo específico de células em uma região profunda do cérebro chamada núcleo accumbens é responsável por sinalizar ao corpo para parar. Esta região é conhecida por processar motivação e emoção, mas os pesquisadores descobriram que não é toda a área que importa, mas sim uma sub-região específica e um tipo específico de célula dentro dela. Quando os camundongos eram forçados a correr, essas células tornavam-se hiperativas, enviando um sinal forte que efetivamente dizia ao animal para desistir.

Para entender como isso funciona, os cientistas primeiro precisaram ver o que estava acontecendo dentro dos cérebros dos camundongos que foram forçados a correr em uma esteira por duas semanas. Eles compararam esses camundongos com outros que simplesmente ficaram em uma esteira estacionária sem se mover. Usando uma técnica que ilumina células cerebrais ativas, eles observaram que os corredores forçados mostraram um aumento significativo na atividade dentro de um tipo específico de neurônio chamado neurônio espinhoso médio D2. Essas células são encontradas no núcleo accumbens, um centro de motivação, mas os pesquisadores notaram algo crucial: a atividade não era uniforme em todo o centro, mas sim concentrada em uma pequena seção conhecida como núcleo (core), enquanto uma seção vizinha chamada casca (shell) mostrava muito menos mudança. Isso sugeriu que o núcleo era o local específico onde o cérebro estava processando o desagrado do exercício forçado.

A equipe então olhou mais profundamente para ver como essas células ativas estavam se comportando. Eles removeram fatias minúsculas de tecido cerebral dos camundongos e mediram os sinais elétricos dos neurônios espinhosos médios D2 no núcleo. Descobriram que, após duas semanas de corrida forçada, esses neurônios tornaram-se muito mais excitáveis. Eles disparavam picos elétricos com mais frequência e recebiam sinais excitatórios mais fortes de outras partes do cérebro. Em contraste, o mesmo tipo de neurônio na região da casca não mostrou essas mudanças. Isso indicou que o exercício forçado alterou fisicamente a fiação e a sensibilidade das células no núcleo, tornando-as mais sensíveis ao estresse da atividade.

Para provar que essas células específicas estavam realmente fazendo os camundongos pararem de correr, os pesquisadores realizaram um experimento delicado. Eles usaram um método chamado quimiogenética para desligar temporariamente a atividade de apenas esses neurônios espinhosos médios D2 no núcleo. Eles injetaram um vírus nos cérebros dos camundongos que permitia desligar essas células com uma simples injeção de droga. Quando deram a droga aos camundongos antes de um teste de resistência máxima, os resultados foram impressionantes. Os camundongos que tiveram seu "sinal de parada" desligado foram capazes de correr distâncias significativamente maiores e por um tempo mais longo antes da exaustão em comparação com os camundongos de controle. A droga não os tornou mais rápidos ou fortes; ela simplesmente removeu o freio interno que os dizia para desistir.

Os pesquisadores também verificaram para garantir que a própria droga ou o processo de injeção não fossem a causa da melhora. Eles realizaram os mesmos testes em camundongos que receberam uma injeção inofensiva, e esses camundongos não mostraram nenhuma mudança em sua capacidade de corrida. Isso confirmou que a resistência estendida se devia diretamente ao silenciamento dos neurônios específicos no núcleo. O estudo sugere que, sob circunstâncias normais, quando um animal é forçado a fazer algo desagradável, esses neurônios no núcleo do nucleus accumbens tornam-se hiperativos. Eles atuam como um freio central, interpretando o estresse e a falta de prazer como uma razão para parar, o que protege o corpo de sobrecarga, mas também leva ao abandono do exercício.

Esta descoberta destaca uma diferença fundamental entre como o cérebro lida com o exercício voluntário versus o exercício forçado. Quando uma pessoa ou animal escolhe se mover, o sistema de recompensa do cérebro incentiva o comportamento. Mas quando o movimento é forçado, um caminho diferente assume o controle, especificamente envolvendo esses neurônios espinhosos médios D2 no núcleo do nucleus accumbens. Eles traduzem o sentimento de aversão em um comando para parar. O estudo não afirma ter resolvido o problema da adesão ao exercício para humanos, nem sugere uma pílula simples para fazer as pessoas amarem correr. No entanto, fornece uma explicação biológica clara de por que o exercício forçado parece tão difícil de sustentar. Identifica um mecanismo neural específico que limita a persistência, oferecendo um novo alvo para pesquisas futuras sobre como ajudar pessoas que lutam para manter uma rotina de exercícios, particularmente aquelas que são forçadas a isso por razões de saúde, mas carecem da motivação interna para continuar.