La comprometida pero esencial necesidad de dormir

Por Irreductible, el 28 mayo, 2018. Categoría(s): Biología • Divulgación • Neurociencia
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Te cuesta concentrarte y tus párpados parecen haber perdido la batalla contra la gravedad terrestre, rebeldes a mantener los ojos abiertos. Te sientes cansado, como si soportaras una carga imaginaria sobre los hombros. Tus movimientos son torpes ya que la coordinación se ha visto reducida. Has acumulado sueño y necesitas dormir.

Cierras los ojos y caes en un estado de inconsciencia. Durante ese periodo te conviertes en presa fácil para cualquiera de tus depredadores. Así mismo, estas incapacitado para alimentarte o aparearte. Aún se desconoce por qué necesitamos dormir, pero a tenor de algunos de los riesgos que conlleva (a nivel evolutivo), tiene que ser algo de vital importancia para repetirlo de manera regular durante toda nuestra vida.

Y no somos los únicos. Es una necesidad común en todo el reino animal. Algo rutinario, pero increíblemente variado en forma y modo. Los delfines pueden dormir con la mitad del cerebro, mientras la otra mitad sigue alerta; cada mitad del cerebro duerme unas 4 horas al día. Los elefantes, sin embargo, apenas duermen 2 horas al día y ni siquiera de manera continuada. Incluso algunas noches no duermen… algo que nos ha pasado a todos en alguna ocasión. Pero, a diferencia de nosotros (y del resto de los animales), ellos no sienten la necesidad de recuperar el reposo perdido.

Esa necesidad de sueño es uno de los aspectos que más descoloca a los investigadores. ¿Qué es lo que se acumula durante el tiempo que estamos despiertos, que desaparece mientras dormimos? ¿Es una especie de reloj interno? ¿Quizás una molécula que se acumula durante el día y necesita ser desechada al dormir? Descubrir por qué sentimos la necesidad de dormir podría ser una de las claves para entender qué nos proporciona ese reposo.

Hace más de un siglo que se empezó a investigar sobre el sueño. Rene Legendre y Henri Pieron llevaron a cabo una de las investigaciones más famosas en la que no permitían dormir a perros durante periodos de 7 a 10 días. Después, extraían el líquido cefalorraquídeo y lo inyectaban en el sistema nervioso de perros sanos y reposados: los perros caían en un profundo sueño alrededor de una hora después. Ese fluido contenía algo, que se había acumulado durante la privación del sueño y que hacía dormir a los animales. La caza de ese ingrediente (que los investigadores franceses llamaron Hypnotoxin) revelaría por qué los perros caían atrapados por esa somnolencia.

En la primera mitad del siglo XX otros investigadores empezaron a utilizar electrodos en humanos. Utilizando electroencefalogramas descubrieron que, lejos de apagarse, el cerebro mantenía una rutina durante el sueño. Después de que se cierren los ojos y la respiración se vuelva profunda, los garabatos de los electroencefalogramas se convierten en largas ondas. Unos 35 minutos más tarde el metabolismo se ralentiza, la respiración se normaliza y es más complicado despertarse. Las ondas generadas vuelven a ser más cortas: entramos en el llamado sueño de movimientos oculares rápidos (REM en inglés). Es la fase durante la que soñamos. Los humanos repetimos este ciclo una y otra vez, despertando al final de cada uno con la mente llena de historias que, la mayoría de las veces, somos incapaces de recordar.

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La necesidad de recuperar el sueño perdido afecta a esas ondas cerebrales. Cuanta más privación del sueño ha sufrido el sujeto, más grandes son las ondas cerebrales antes de la fase REM. Esta situación se ha observado en todas las criaturas que han sido analizadas con electrodos, entre otros pájaros, focas, gatos, hámsteres y delfines.

Una prueba más de que el sueño no es únicamente un método para ahorrar energía y recuperar fuerzas se ha observado en los hámsteres dorados. Estos roedores interrumpen sus periodos de hibernación… para echarse una siesta. Lo que sea que les proporciona el sueño no está disponible durante la hibernación. Incluso con el metabolismo ralentizado y casi todos los procesos del cuerpo a mínimos, la necesidad de dormir sigue acumulándose.

Hay algunas sustancias que han demostrado generar la necesidad de dormir, como una molécula llamada adenosina, que se ha observado almacenarse en el cerebro de ratas privadas de sueño, y desaparecer después del reposo. La adenosina es especialmente interesante porque la cafeína actúa sobre sus receptores. Cuando la cafeína se conecta a ellos, la adenosina no puede, y es lo que da al café ese poder anti-somnoliento.

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Esas sustancias que producen somnolencia podrían generarse en el proceso de las conexiones neuronales. Chiara Cirelli y Giulio Tononi, dos investigadores de la Universidad de Wisconsin sugieren que como esas sinapsis ocurren en el cerebro mientras estamos despiertos, “quizás dormir podría ser una buena manera para el cerebro de deshacerse de memorias e imágenes innecesarias” especula Tononi. Otro grupo de investigadores han descubierto una proteína que accede a las sinapsis poco usadas, causando su destrucción. Además, cuando esto ocurre, los niveles de adenosina suele ser altos. Quizás dormir es el momento de la limpieza.

 

En Tsukuba (Japón) se emplaza el Instituto Internacional de Medicina Integradora del Sueño. El director Masashi Yanagisawa y sus colaboradores trabajan en un enorme proyecto de cribado con el objetivo de identificar los genes relacionados con el sueño. Cada ratón del proyecto es expuesto a una sustancia que genera mutaciones mientras está conectado a sensores que registran sus ondas cerebrales.

Cuando el patrón de sueño de algún ratón es anormal (se despierta mucho o duerme demasiado) los investigadores revisan su genoma. Si hay una mutación que podría ser la causa, intentan generar la misma mutación en otros ratones y después estudian por qué esa mutación afecta al sueño. Muchos investigadores han llevando a cabo estas pruebas durante años con organismos como moscas de la fruta, consiguiendo grandes progresos; pero el beneficio de hacerlo con ratones, que son extremadamente más caros de mantener que las moscas, es la posibilidad de registrar las ondas cerebrales a través de un electroencefalograma.

Hace unos años un grupo de investigadores descubrió un ratón que no era capaz de deshacerse de la necesidad de dormir. Sus ondas cerebrales durante el sueño sugerían que vivía una vida de privación total de sueño, y todos los ratones con esa mutación sufrieron los mismos síntomas. El gen que sufría la mutación se llama SIK3. Cuanta más privación del sueño padecían estos ratones, más carga química acumulaba la proteína SIK3. Los investigadores publicaron sus descubrimientos sobre los mutantes SIK3 en Nature en 2016.

Aunque aún se desconoce exactamente como el gen SIK3 se relaciona con el sueño, el hecho de que la carga química se acumule en la enzima como granos de arena en la base de un reloj de arena, ilusiona tremendamente a los investigadores: “Estamos convencidos de que el SIK3 es una pieza clave” dice Yanagisawa.

Por qué necesitamos dormir es, en estos momentos, un terreno desconocido y oscuro. Estos descubrimientos aparecen en el horizonte como faros en la niebla, pero los investigadores aún no saben cómo relacionarlos para tener una visión más amplia.

Los científicos esperan poder aportar algo de luz en un futuro no muy lejano. Mientras tanto, los ratones seguirán durmiendo, despertándose y soñando en su nido de virutas de madera, en el Instituto Internacional de Medicina Integradora del Sueño. En sus cerebros (y en los nuestros) se encuentra la respuesta.

 

Este artículo nos lo envía David Meana (Salamanca 1979) Curioso empedernido, me encanta escuchar porque adoro aprender. Apasionado por la ciencia y la tecnología y amante de la música. Vivo en Irlanda desde hace más de 10 años y trabajo como asesor de control de calidad en una empresa de software. Podéis seguir su cuenta de twitter en @Swiwel

Referencias y más información:

Why We Sleep: The Temporal Organization of Recovery

Why Do We Need to Sleep?

Why are we sleeping?

 



Por Irreductible, publicado el 28 mayo, 2018
Categoría(s): Biología • Divulgación • Neurociencia

 

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