El cerebro y el corazón se sincronizan durante el sueño

El sueño oscila cada 25 segundos entre continuidad y fragilidad, tanto en los seres humanos como en los ratones, han descubierto investigadores suizos y alemanes. Esta actividad se convierte en ciclos de 50 segundos compartidos entre instantes de recuperación y de vigilia.

Los investigadores han medido la actividad neuronal y cardiaca de los ratones y humanos durante el sueño y de esta forma han puesto en evidencia un sistema de desarrollo del sueño desconocido hasta ahora, que permite equilibrar las necesidades opuestas de continuidad y fragilidad.

Lo que han descubierto más concretamente es que el sueño pasa de un estado a otro cada 25 segundos y que este lapso de tiempo está determinado por un ritmo específico del cerebro que se acompasa con el ritmo cardiaco. Este proceso fue observado tanto en ratones como en humanos.
En consecuencia, el cerebro y el corazón se preparan juntos para un despertar inesperado, y a continuación, durante 25 segundos, se sumergen en un sueño más apropiado para la recuperación y la memoria.

Los investigadores explican sobre este mecanismo de sueño recién descubierto que si estamos dormidos y el gato se sube a la cama, nos despertaremos o no dependiendo de si el aterrizaje del gato corresponda en el tiempo con los 25 segundos de alerta o de continuidad.

Los científicos llevan debatiendo algún tiempo sobre las funciones universales del sueño en los mamíferos. Dormir obedece a la necesidad de recuperarse del cansancio, pero al mismo tiempo los mamíferos deben estar atentos a cualquier alteración que pueda ser interpretada como una amenaza.

Sueño paradójico

Las correspondencias encontradas entre las modulaciones rítmicas de la actividad cerebral en los humanos y el ritmo cardiaco se produce durante la etapa del sueño conocida como paradójica, caracterizada por la ausencia de movimientos rápidos del ojo.

Estas similitudes podrían revelar una actividad paralela subyacente, según los investigadores. Sandro Lecci y sus colegas de la Universidad de Lausana han desarrollado diferentes experiencias para medir las ondas cerebrales y el ritmo cardiaco durante el sueño de ratones y humanos.

Los resultados muestran un comportamiento similar en los roedores y los humanos, con oscilaciones de 0,02 Hertz observadas en la frecuencia del huso del sueño en la actividad del hipocampo y en los ritmos cardiacos correspondientes.

En el electroencefalograma del sueño, un huso del sueño, también conocido como ritmo sigma, son ondas sinusoidales características de la segunda fase del sueño sin movimientos oculares rápidos. Son generadas en el tálamo y la corteza cerebral.

Los ritmos eléctricos continuos en las partes del cerebro dormido son cruciales para perturbar el tratamiento de la información sensorial. Los husos del sueño, que son los aumentos en la actividad cerebral que se produce durante el sueño “ligero”, reducen la probabilidad de estímulos sensoriales en el córtex.

El ritmo del huso del sueño que ha sido identificado se produce durante 50 segundos, de los cuales la mitad es compartida entre el sueño ligero y paradójico.

Este trabajo, publicado en Science Advances, abre la vía a nuevos tratamientos terapéuticos, ya que la comprensión de los mecanismos neuronales que hacen frágil el sueño puede ofrecer tratamientos a las personas que sufren trastornos del sueño.

Fases del sueño

El sueño se caracteriza por la interrupción temporal del movimiento, la capacidad sensorial y el estado de alerta. Existen dos etapas en el período de sueño, denominadas fase de sueño lento o NO REM, y fase de sueño rápido o REM (movimientos oculares rápidos). El sueño NO REM, se divide, a su vez, en cuatro fases con características distintas.

La primera fase del sueño es la de sueño ligero, en el que la persona no desconecta completamente del entorno. Es una fase caracterizada por movimientos oculares lentos.

En una segunda fase, la persona desconecta del entorno, pero no consigue dormir profundamente. Un sueño más profundo llega en la tercera fase, momento en el que el bloqueo sensorial se intensifica. Tampoco hay movimientos oculares.

La fase de siguiente es la de mayor profundidad, con una actividad cerebral más lenta y un efecto reparador especial en la parte psíquica del organismo. Es entonces cuando aparece el llamado sueño paradójico, porque en esta fase coinciden la relajación total y la activación del sistema nervioso central para mantener el estado de alerta. Es en esta fase REM, de movimientos oculares rápidos, cuando se producen las oscilaciones de 25 segundos que combinan la recuperación con la alerta.

Referencia

Coordinated infraslow neural and cardiac oscillations mark fragility and offline periods in mammalian sleep. Science Advances,  08 Feb 2017:Vol. 3, no. 2, e1602026. DOI: 10.1126/sciadv.1602026