¿Por qué nos entra sueño? ¿Cómo controlan las neuronas la necesidad de dormir?
Comprender cómo genera el cerebro la necesidad de dormir ofrecería oportunidades totalmente nuevas para la investigación sobre el sueño.
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¿Por qué el hecho de permanecer despiertos nos da inevitablemente sueño? Investigadores de la Universidad de Basilea han identificado poblaciones neuronales en el cerebro de los ratones que se activan durante la vigilia prolongada y que son fundamentales para la necesidad de dormir. Sus hallazgos aportan nuevos conocimientos sobre cómo el cerebro genera la necesidad de dormir.
Tras un largo día o una noche sin dormir, la necesidad de dormir se vuelve casi imposible de resistir. Esta creciente presión para dormir, también conocida como impulso de sueño, garantiza que el estado de vigilia prolongado vaya seguido de un sueño reparador más profundo y duradero. Aunque el sueño es esencial para la supervivencia, los científicos llevan mucho tiempo intentando comprender cómo el cerebro lleva la cuenta del tiempo que pasamos despiertos y lo traduce en la necesidad de dormir.
El equipo del profesor Alex Schier, del Biozentrum de la Universidad de Basilea, en colaboración con investigadores del Beth Israel Deaconess Medical Center y de la Universidad de Auburn, ha identificado ahora unas neuronas específicas que son cruciales para esta relación equilibrada entre el sueño y la vigilia. «Hemos identificado poblaciones neuronales que controlan la vigilia prolongada y promueven activamente el sueño», afirma Alex Schier. «Esta es una pieza importante que faltaba en el rompecabezas para comprender por qué nos entra sueño». Los investigadores presentan sus hallazgos en la revista *Nature*.
Cartografía de la base neuronal de la necesidad de dormir
Para identificar las regiones cerebrales implicadas, los investigadores compararon los patrones de activación cerebral en ratones durante los ciclos normales de sueño-vigilia, la privación del sueño y el sueño de recuperación. El análisis computacional de estos amplios datos de cartografía de todo el cerebro lo llevaron a cabo investigadores del grupo del profesor Ivan Dokmanić, del Centro de Análisis de Datos de la Universidad de Basilea.
Esto puso de relieve áreas cerebrales específicas que reflejaban el tiempo pasado despierto. Dentro de una de estas regiones, identificaron además dos poblaciones neuronales distintas que influyen en la necesidad de dormir: las neuronas GABAérgicas y las serotoninérgicas del tronco encefálico. La activación de ambas poblaciones neuronales aumentaba cuanto más tiempo permanecían despiertos los animales y volvía a disminuir tras el inicio del sueño.
A continuación, los investigadores se preguntaron si estas poblaciones neuronales se limitaban a reflejar el estado de vigilia o si generaban activamente una respuesta compensatoria para el sueño. Cuando se activaron artificialmente ambas poblaciones, los ratones durmieron más tiempo y más profundamente, mostrando un tipo de sueño de recuperación que normalmente sigue a un período prolongado de vigilia. Por el contrario, la inhibición de estas neuronas redujo considerablemente el sueño y permitió a los animales mantener un estado de vigilia alerta
En consecuencia, «estas neuronas no se limitan a indicar que un animal ha estado despierto», afirma Schier. «Nuestros experimentos demuestran que son cruciales para promover el sueño y que pueden ser componentes clave de los circuitos neuronales que generan la necesidad de dormir». Por lo tanto, los hallazgos constituyen una de las demostraciones más claras hasta la fecha de que determinadas neuronas activas durante la vigilia aumentan el impulso de dormir, en lugar de limitarse a responder a la vigilia.
Un circuito neuronal que hace que el sueño sea inevitable
Otros experimentos demostraron que la inhibición a largo plazo de las dos poblaciones neuronales reducía sustancialmente la necesidad de dormir, y los ratones dormían aproximadamente un 70 % menos de lo habitual. Inesperadamente, la mayoría de estos animales no mostraron algunas de las graves alteraciones conductuales que suelen acompañar a la privación del sueño. En otras palabras, estas neuronas parecen determinar no solo cuánto duermen los animales, sino también con qué intensidad se acumula su necesidad de dormir a lo largo del tiempo.
Comprender cómo el cerebro genera la necesidad de dormir ofrecería oportunidades totalmente nuevas para la investigación sobre el sueño. «Estudios futuros podrían revelar cómo interactúan estas neuronas con el resto del cerebro y cómo se genera la necesidad de dormir a nivel molecular», afirma el Dr. William Joo, primer autor del estudio. «Nuestra capacidad para modificar de forma estable el comportamiento del sueño también nos permite explorar las adaptaciones a la pérdida de sueño a largo plazo; esto podría acabar revelando formas de conferir resiliencia ante la privación del sueño y otros retos fisiológicos».
Nuevas perspectivas para la investigación sobre el sueño
En resumen, el estudio muestra que poblaciones neuronales específicas, como las neuronas GABAérgicas y serotoninérgicas del tronco encefálico, se activan ante la vigilia prolongada y promueven la necesidad de dormir.
Comprender los circuitos neuronales que hacen que el sueño sea inevitable es un objetivo central de la investigación sobre el sueño. Más allá de los trastornos del sueño, estos hallazgos también pueden ayudar a explicar cómo el cerebro hace frente a la vigilia prolongada y a otros retos fisiológicos, lo que, en última instancia, inspirará nuevos enfoques terapéuticos.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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