Descubiertos los estados ocultos del sueño

Publicado online el 27 de abril de 2011 | Nature | doi:10.1038/news.2011.259

Descubiertos los estados ocultos del sueño

Estudios en ratas privadas de sueño sugieren que el sueño no es necesariamente un fenómeno de todo el cerebro.
Virginia Gewin

[ Esta rata no está tan alerta como parece. Yuval Nir ]

Los ojos cerrados, la falta de respuesta, el babeo… El sueño es un estado fácilmente reconocible que lo abarca todo. Pero la separación entre el sueño y la vigilia puede no estar tan clara como se pensaba.

La investigación publicada en Nature demuestra que en ratas visiblemente despiertas, las neuronas de algunas áreas de la corteza cerebral se “desconectan” brevemente. En estos momentos, los patrones neuronales se asemejan a los asociados al sueño sin movimiento ocular rápido (NREM)¹.

“Las ratas estaban despiertas, pero con su corteza salpicada de sueño muy localizado”, afirmó Giulio Tononi, neurocientífico de la Universidad de Wisconsin-Madison y principal autor del estudio.

El equipo utilizó técnicas diferentes para medir los potenciales de campo eléctrico locales y globales en el cerebro. Se midió la actividad neuronal localizada mediante matrices implantadas profundamente en la corteza frontal y parietal, mientras que el electroencefalograma (EEG) detecta la actividad neuronal global como ondas lentas en el sueño NREM. Durante la actividad de ondas lentas, las neuronas oscilan entre los estados activado/desactivado, aunque suelen estar desactivadas.

Al registrar la actividad de muchas pequeñas poblaciones de neuronas, Tononi y sus colegas demostraron que los estados desactivados tienen lugar al azar en toda la corteza cuando una rata ha estado despierta durante mucho tiempo. “Si pudiéramos ver todo el cerebro, sería como ver hervir el agua: cuando está despierto, justo antes de hervir, todas las neuronas están activas. Cuando el animal se cansa, los períodos de desconexión son como las burbujas: es imposible predecir dónde van a aparecer”, explicó.

Se pensaba que las ondas lentas estaban ausentes durante el comportamiento normal de vigilia, pero el nuevo estudio pone de relieve que la actividad de las ondas lentas puede estar muy localizada, afirmó David McCormick, neurobiólogo de la Universidad de Yale en New Haven, Connecticut. “Podríamos llamarlo un parpadeo cortical, simplemente un breve apagón de un área de la corteza que puede interrumpir el procesamiento neuronal.”

Neuronas descansando
Estos descansos neuronales pueden afectar al comportamiento. El número de períodos de desconexión aumenta según se incremente el tiempo que el animal está despierto, lo que perjudica su rendimiento cognitivo cuando deben llevar a cabo una tarea difícil: alcanzar un terrón azúcar a través de una ranura de su jaula.

Toroni puntualizó que, en comparación con el fenómeno global que reconocemos como sueño, la presencia de neuronas desconectadas localizadas “es más insidiosa, porque no podemos afirmar que ocurra”. En los seres humanos, esto podría explicar por qué la falta de sueño puede afectar al juicio.

Curiosamente, a principios de este mes, Tononi y sus colegas informaron que, incluso durante el sueño “global”, las ondas lentas están localizadas y ocurren en regiones específicas². Registraron el EEG y la actividad neuronal localizada mediante electrodos en ciertas regiones del cerebro en personas sometidas a cirugía cerebral y descubrieron que las ondas lentas se pueden propagar de la corteza prefrontal al lóbulo temporal y el hipocampo. “Incluso en el sueño, las ondas lentas son más locales de lo esperado”, aseguró Tononi.

En conjunto, estos hallazgos sugieren que los científicos pueden haber tenido una idea excesivamente simplista de los estados de vigilia y el sueño. “Si ocurren estos dos sucesos –el sueño local durante la vigilia y el despertar durante el sueño local– entonces deberíamos replantearnos nuestros conceptos sobre los estados del sueño”, declaró Peter Achermann, investigador del sueño en la Universidad de Zurich, Suiza.

Redefiniendo opuestos
“Este trabajo confirma claramente la sospecha de que el sueño puede ocurrir en ciertas partes del cerebro cuando el resto del cerebro está despierto; eso es lo que observamos en la clínica”, afirmó Mark Mahowald, director del Centro Regional de Trastornos del Sueño de Minnesota, Minneapolis. El sonambulismo es el mejor ejemplo de cómo la vigilia y el sueño simultáneos pueden dar lugar a comportamientos complejos, añadió.

Tononi está de acuerdo. “Nuestro trabajo no redefine el sueño, ya tenemos una buena definición basada en aspectos comportamentales; pero sí sugiere que la definición puede no ser suficiente para describir los estados disociados.”

Este trabajo puede ayudar a comprender mejor la función del sueño y éste es uno de los objetivos a largo plazo del grupo de investigación de Tononi. “Sospechamos que el sueño tiene algo que ver con la sinapsis porque hemos encontrado una estrecha red de sinapsis durante el sueño”, aseguró. El sueño parece ser un momento de recalibrado de la actividad sináptica en el cerebro, por lo que quiere determinar si las neuronas desconectadas en un cerebro despierto son protectoras, restauradoras o simplemente dañinas.