Oscilações elétricas espontâneas de baixa frequência (em inglês: spontaneous electrical low-frequency oscillations; SELFOs) são oscilações elétricas presentes desde em formas unicelulares até aos organismos mais complexos (como plantas e animais), que costumam ocorrer nas frequências de 0.01 Hz a 0.1 Hz, sem influências externas e não diretamente atuante na geração de comportamento.Hanson, Alison (25 de janeiro de 2021). «Spontaneous electrical low-frequency oscillations: a possible role in Hydra and all living systems». Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences (1820). ISSN:0962-8436. doi:10.1098/rstb.2019.0763. Publicado sob licença CC-BY-4.0.

Sua preservação evolutiva (apesar do gasto energético) gera hipóteses de que elas teriam função biológica fundamental, a qual ainda está sendo estudada. Conforme as atuais evidências, podem estar relacionadas ao direcionamento "de baixo para cima" e "de cima para baixo" do processamento de informações difuso por todo o organismo (como na comunicação interna em resposta ao ambiente), à transcrição genética e à organização de conjuntos celulares (como na morfogênese); bem como são constituintes de determinados estados mais complexos em sistemas nervosos.

Histórico Tal terminologia, de spontaneous electrical low-frequency oscillations (SELFOs), foi empregada em um artigo de 2021 por Alice Hanson para o amplamente difuso fenômeno de tais oscilações espontâneas, porém ele já era um fenômeno detectado décadas antes em outros estudos com organismos. Há um uso anterior, por exemplo, da construção "oscilação elétrica espontânea de baixa frequência" para se referir ao "ritmo elétrico básico" do trato gastrointestinal.

Na hipótese de Hanson, as SELFOs podem ter hipoteticamente três papéis: atuar como integradores de informação que abrangem o organismo inteiro (permitiriam a recepção contínua de informação de todo organismo, de baixo para cima, em hierarquia de níveis mais baixos até a representações abstratas); transmitir a informação integrada e de alto nível em retorno às partes inferiores, por meio de disparos síncronos e coordenados de SELFOs por todo organismo, para controlá-las (permitindo manter a estrutura da unidade orgânica, em coordenação com a integração de informação); e, por fim, manter organismos biológicos próximos à criticalidade (uma condição mais eficiente ao processamento de informações). Ela afirma que as SELFOs são candidatas a serem "os mais últimos integradores e comunicadores elétricos de informação do todo do organismo, em todas as escalas, tornando-as essenciais para a manutenção da unidade do organismo e para um comportamento coerente e adaptativo".

As redes de proteínas no citoplasma e as organelas conduzem corrente elétrica e já foram descritas como uma "rede protoneural", pois que seu fluxo eletrônico interno poderia atuar sobre reações químicas. Uma SELFO "pode emergir de baixo para cima no nível intracelular como consequência de interações complexas de muitas proteínas que transmitem correntes elétricas e íons que se movem dentro do citoplasma. Tal SELFO poderia, por sua vez, retroalimentar para coordenar e restringir essas mesmas subunidades de nível inferior". Em conjuntos de células sem sistema nervoso, como em organismos multicelulares não neurais e até mesmo em biofilmes de bactérias, constata-se a presença dessas oscilações lentas espontâneas, que parecem ser um adaptativo mecanismo "de cima para baixo" para coordenar subcomponentes.

Tal atividade elétrica espontânea foi, assim, observada em organismos unicelulares procariontes e eucariontes, plantas, fungos, cnidários, insetos, peixes e mamíferos em geral. Em organismos com sistema nervoso, é notória sua presença na rede de modo padrão, que pode estar atuando como integradora de ordem superior. Com as evidências tendendo a apontar sua presença entre todos os organismos, bem como à presença universal também nos sistemas nervosos, levantam-se hipóteses sobre a razão de ser um mecanismo evolutivamente conservado, embora tenha alto custo energético: segundo uma teoria de György Buzsáki, especificamente ao contexto neural, pode haver "uma hierarquia de osciladores integradores que formam as unidades funcionais ou ‘sintáticas’ do elusivo ‘código neural’, onde oscilações mais rápidas, menores e mais locais são sincronizadas, integradas ou ‘lidas’ por oscilações mais lentas, maiores e mais globais".

Em plantas, já se reconhece há anos que elas possuem atividades semelhantes aos potenciais de ação neuronais, como no estudo da Arabidopsis: "potenciais de ação mediados por cálcio foram observados em resposta a ferimentos, propagando-se por toda a planta e induzindo a expressão de genes de resposta a ferimentos em locais distantes. Além da atividade elétrica evocada por estímulos, as plantas também exibem SELFOs contínuos nas zonas de transição de suas raízes, o proposto ‘centro de integração’ de informações para toda a planta. Evidências crescentes sugerem que a zona de transição da raiz da planta pode servir como um integrador de informações sensoriais e coordenador de respostas motoras em caules e folhas distantes em resposta a condições variáveis ​​(por exemplo, luz, temperatura, estresse salino ou ferimentos)"Segundo Hanson, as evidências de diversos estudos sugerem que "os organismos constroem e mantêm seus corpos por meio de um circuito de retroalimentação complexo e contínuo entre componentes moleculares subcelulares (por exemplo, canais iônicos e junções comunicantes) que afetam a atividade elétrica em uma escala maior (por exemplo, o nível de circuito), a qual, por sua vez, retroalimenta e afeta tanto a transcrição, quanto o comportamento dos componentes moleculares"."Dadas as interações complexas das muitas subunidades subjacentes, tanto em escala subcelular quanto celular, em organismos não neurais, é possível que uma SELFO geradora de potenciais de ação semelhantes aos de neurônios emerja dessas interações para comunicar informações em todo o organismo de maneira mais rápida, como observado em plantas e fungos." No balanço de evidências, Michael Levin considera que as pesquisas reconhecem de longa data que os gradientes bioelétricos lentos podem controlar o comportamento celular e a morfogênese, como uma ordem melhor explicativa, para além de outros processos epigenéticos (como a remodelagem de cromatina). A nível sistêmico, as oscilações elétricas são mecanismos epigenéticos de informar o organismo que frequentemente se sobrepõem a outras cadeias de regulação genética. Levin considera que um meio eletricamente excitável para potenciais lentos pode surgir mesmo que as células comunicantes tenham transcriptoma e proteoma idênticos, por meio de elementos desencadeadores como os canais iônicos dependentes de voltagem, que podem levar à quebra espontânea de simetria e à auto-organização, independente de ordens e padrões prévios de sinalização química. Esse tipo de oscilação possui capacidades computacionais poderosas e, por meio dela, redes de células acopladas em junção comunicante podem armazenar e processar informação, tal como as redes neurais.

Outros estudos

Oscilações elétricas lentas espontâneas também foram verificadas na coordenação celular durante o processo de reparação de ferimentos:Félix, Rute C.; Medeiros, Maria C.; Elamine, Youssef; Power, Deborah M.; Gomes, Henrique Leonel (14 de agosto de 2025). «Extracellular bioelectrical lexicon: detecting rhythmic patterns within dermal fibroblast populations». Scientific Reports (em inglês) (1). 29857 páginas. ISSN 2045-2322. doi:10.1038/s41598-025-15071-z. Publicado sob licença CC-BY-4.0."As populações celulares não apenas geram sinais extracelulares após uma lesão, mas também são particularmente ativas durante a formação da monocamada. Notavelmente, as atividades bioelétricas parecem fazer parte de um léxico bioelétrico, e os sinais são especialmente pronunciados quando as populações celulares estão ativamente engajadas em tarefas específicas, enquanto se mostram fracos durante períodos de quiescência. Os padrões bioelétricos exibem uma natureza quase periódica dentro do espectro de frequência ultrabaixa [0,18 mHz a 10 mHz]. Além disso, os resultados descrevem como o comportamento coletivo de mais de 3000 células em vários milímetros pode ser organizado por padrões de oscilações elétricas"

Elas também foram detectadas em leitos de kombucha, como possíveis atividades regulatórias desse ecossistema, e alguns disparos espontâneos foram também encontrados em proteinoides: isso leva a pensar sobre o surgimento de mecanismos pré-bióticos que podem ter levado ao desenvolvimento de vias de sinalização complexas em seres vivos, pois que proteínas similares estariam envolvidas no surgimento da vida, segundo a hipótese da sopa primordial.

Marie Chollat-Namy e Maël Montévil propõem que, para além da rede de modo padrão (associada ao repouso), na verdade o estado padrão do cérebro e da cognição mais relevante seria um de atividade e exploração, formado por SELFOs, que poderia se tornar mais ativado, por exemplo, por meditação e uso de psicodélicos: "A nível biológico, seria um estado em que os neurônios se ativam e fazem conexões espontâneas de forma contingente, como é o caso das crípticas e não constrangidas ‘oscilações elétricas espontâneas de baixa frequência’ SELFO (Hanson 2021), e, no nível psicológico, um estado de criatividade".

Ver também

Bioeletricidade do desenvolvimento

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