How does your body know what time it is? - Marco A. Sotomayor

Como é que o nosso corpo sabe que horas são? — Marco A. Sotomayor

Tradutor: Mafalda Ferreira Revisora: Margarida Ferreira

In 1962, a cave explorer named Michel Siffre

Em 1962, um espeleólogo chamado Michel Siffre,

started a series of experiments where he isolated himself underground for months

iniciou uma série de experiências

em que se isolou debaixo do solo durante meses,

without light or clocks.

sem luz nem relógio.

He attached himself to electrodes that monitored his vital signs

Ligou-se a elétrodos que acompanhavam os seus sinais vitais

and kept track of when he slept and ate.

e registavam os momentos em que ele dormia e comia.

When Siffre finally emerged,

Quando Siffre saiu cá para fora,

the results of his pioneering experiments

os resultados da sua experiência pioneira

revealed that his body had kept to a regular sleeping-waking cycle.

revelaram que o corpo dele tinha mantido um ciclo regular de dormir e acordar.

Despite having no external cues,

Apesar de não ter quaisquer indicações exteriores,

he fell asleep,

ele adormecia,

woke up,

and ate at fixed intervals.

acordava,

e comia a intervalos regulares.

This became known as a circadian rhythm from the Latin for "about a day."

Chamaram-lhe o ritmo circadiano, do latim para "cerca de um dia".

Scientists later found these rhythms affect our hormone secretion,

Os cientistas descobriram depois que estes ritmos afetam

a segregação de hormonas,

how our bodies process food,

como o nosso corpo processa os alimentos,

and even the effects of drugs on our bodies.

e até os efeitos de medicamentos no corpo.

The field of sciences studying these changes is called chronobiology.

A área das ciências que estuda estas mudanças chama-se cronobiologia.

Being able to sense time helps us do everything from waking and sleeping

Podermos sentir o tempo ajuda-nos a fazer tudo, desde acordar e dormir

to knowing precisely when to catch a ball that's hurtling towards us.

até saber precisamente quando apanhar uma bola que nos atiram.

We owe all these abilities to an interconnected system of timekeepers

Devemos todas estas capacidades

a um sistema interligado de cronómetros no cérebro.

in our brains.

It contains the equivalent of a stopwatch telling us how many seconds elapsed,

Contém uma espécie de cronómetro que nos diz quantos segundos passaram,

a clock counting the hours of the day,

um relógio que conta as horas do dia

and a calendar notifying us of the seasons.

e um calendário que nos indica as estações.

Each one is located in a different brain region.

Cada um deles está situado numa região diferente do cérebro.

Siffre, stuck in his dark cave, relied on the most primitive clock

Siffre, enfiado na sua cave escura, contava com o mais primitivo dos relógios,

in the suprachiasmatic nucleus, or SCN of the hypothalamus.

no núcleo supraquiasmático, ou NSQ, do hipotálamo.

Here's the basics of how we think it works based on fruitfly and mouse studies.

Pensamos que funciona assim,

segundo estudos em moscas drosófilas e ratos.

Proteins known as CLK, or clock, accumulate in the SCN throughout the day.

Proteínas conhecidas por CLK, ou relógio, acumulam-se no NSQ, durante o dia.

In addition to activating genes that tell us to stay awake,

Para além de ativarem os genes que nos dizem para estarmos acordados,

they make another protein called PER.

produzem outra proteína chamada PER.

When enough PER accumulates,

Quando se acumula PER suficiente,

it deactivates the gene that makes CLK,

esta desativa o gene que produz a CLK,

eventually making us fall asleep.

fazendo com que adormeçamos.

Then, clock falls low, so PER concentrations also drop again,

Depois, a CLK diminui e a concentração de PER baixa novamente,

permitindo que o CLK aumente,

allowing CLK to rise,

recomeçando assim o ciclo.

starting the cycle over.

There are other proteins involved,

Há outras proteínas envolvidas

but our day and night cycle may be driven in part by this seesaw effect

mas o ciclo dia e noite pode ser regulado em parte por este efeito de sobe e desce

between CLK by day and PER by night.

entre a CLK durante o dia e a PER durante a noite.

Para sermos mais precisos,

For more precision,

o nosso NSQ também depende de estímulos exteriores

our SCNs also rely on external cues

like light,

como a luz, a comida,

food,

o barulho e a temperatura.

noise,

and temperature.

We called these zeitgebers,

Chamamos-lhe "zeitgebers",

German for "givers of time."

em alemão, "dadores do tempo".

Siffre lacked many of these cues underground,

Siffre não dispunha de muitos destes estímulos, debaixo do chão,

but in normal life, they fine tune our daily behavior.

mas, na vida normal, eles afinam o nosso comportamento diário.

For instance, as natural morning light filters into our eyes,

Por exemplo, quando a luz natural da manhã nos bate nos olhos

it helps wake us up.

ajuda-nos a acordar.

Traveling through the optic nerve to the SCN,

Viajando através do nervo ótico até ao NSQ

it communicates what's happening in the outside world.

comunica o que se passa no mundo exterior.

The hypothalamus then halts the production of melatonin,

O hipotálamo suspende a produção de melatonina,

a hormone that triggers sleep.

uma hormona que provoca o sono.

At the same time,

Simultaneamente, aumenta a produção de vasopressina

it increases the production of vasopressin

and noradrenaline throughout the brain,

e de noradrenalina no cérebro,

o que ajuda a controlar os ciclos do sono.

which help control our sleep cycles.

At about 10 am,

Por volta das 10 horas da manhã.

the body's rising temperature drives up our energy and alertness,

a subida da temperatura do corpo aumenta a nossa energia e vigilância

and later in the afternoon,

e, à tarde,

it also improves our muscle activity and coordination.

também melhora a atividade e coordenação dos músculos.

Bright screens at night can confuse these signals,

Os ecrãs luminosos à noite podem confundir estes sinais

which is why binging on TV before bed makes it harder to sleep.

e é por isso que ver muita TV antes de ir para a cama dificulta o sono.

But sometimes we need to be even more precise when telling the time,

Mas, por vezes, precisamos de ser mais rigorosos quanto às horas

which is where the brain's internal stopwatch chimes in.

e é aí que entra o cronómetro no interior do cérebro.

One theory for how this works involves the fact

Uma teoria para a forma como isso funciona

envolve o facto de a comunicação entre um determinado par de neurónios

that communication between a given pair of neurons

always takes roughly the same amount of time.

demorar sempre quase o mesmo tempo.

So neurons in our cortex and other brain areas

Os neurónios no córtex e noutras regiões do cérebro

may communicate in scheduled, predictable loops

podem comunicar em etapas determinadas, previsíveis

that the cortex uses to judge with precision how much time has passed.

que o córtex utiliza para avaliar com precisão o tempo que já passou.

That creates our perception of time.

Isso cria a perceção do tempo.

In his cave, Siffre made a fascinating additional discovery about this.

Na sua gruta, Siffre fez uma descoberta fascinante neste campo.

Every day, he challenged himself to count up to 120

Todos os dias, fazia questão de contar até 120

ao ritmo de um dígito por segundo.

at the rate of one digit per second.

Over time, instead of taking two minutes, it began taking him as long as five.

Com o tempo, em vez de demorar dois minutos, começou a demorar cinco.

Life in the lonely, dark cave had warped Siffre's own perception of time

A vida solitária na cave escura distorceu a perceção de tempo de Siffre

despite his brain's best efforts to keep him on track.

apesar dos melhores esforços do cérebro para o manter no caminho certo.

This makes us wonder what else influences our sense of time.

Isto faz-nos perguntar que outras coisas influenciarão o nosso sentido do tempo.

And if time isn't objective, what does that mean?

E se o tempo não for objetivo, o que é que isso significa?

Could each of us be experiencing it differently?

Será que cada um de nós o experimentamos de modo diferente?

Only time will tell.

Só o tempo o dirá.