Los peligros de des-sincronizar el sueño

ritmos circadianos¿Por qué nos sentimos tan mal cuando sufrimos jet-lag o nos toca trabajar en turno de noche? Nuestra especie, como tantas otras, se ha adaptado a vivir en los típicos ciclos de 12 horas de luz/oscuridad. De hecho, hay en nuestro cuerpo varios ritmos circadianos, que así se llaman los que siguen este patrón, incluso a nivel molecular: la secreción de sustancias y el funcionamiento de muchos genes se ajustan a estos ciclos. Estos ritmos “periféricos” están gobernados por una especie de marcapasos central que reside, cómo no, en el cerebro. La actividad de este centro de control se suele medir por la producción de una sustancia llamada melatonina, que aumenta por la noche y disminuye durante el día siguiendo un ciclo de 24 horas. Un trabajo publicado en la revista PNAS ha estudiado 22 personas sometidas a un cambio drástico en los ciclos de vigilia/sueño, con resultados sorprendentes.

Los voluntarios vivieron en un ambiente controlado que simulaba días de 28 horas, en vez de 24, ajustando los horarios de luz, comidas y sueño. A los tres días, el sueño se habían retrasado 12 horas respecto al horario normal, o sea, como dormir en pleno día. Los investigadores hicieron distintos tipos de análisis en los sujetos, midiendo también los cambios en la actividad de los genes. Curiosamente, la secreción de melatonina siguió su patrón normal con ciclos de 24 horas, mientras que la gran mayoría de los genes que siguen ciclos circadianos se vieron afectados y su actividad disminuyó drásticamente. Lógicamente, entre estos genes están aquellos que controlan los ritmos circadianos, pero muchos otros tienen que ver con procesos básicos del funcionamiento celular.

Estos hallazgos dan una buena explicación de lo que sucede cuando los horarios de sueño/vigilia cambian repentinamente, como en los viajes de avión o en los cambios de turno de trabajo. Pero además, la información obtenida en esta investigación podría ser útil para utilizar el cambio de horarios de sueño en el tratamiento de algunos problemas de salud, ya que se ha visto que durante el envejecimiento o en personas con depresión hay alteraciones en estos ritmos de actividad genética.

Despertando cerebros

despertar cerebrosLos que hayan visto la película “Despertares” (Awakenings, con Nobert de Niro y Robin Williams) encontrarán algunas semejanzas entre aquella historia y la noticia que me dispongo a contar. En el fondo, los hechos básicos son parecidos: pacientes que sufren desde hace años problemas neurológicos graves experimentan una súbita mejoría al ser tratados con un nuevo fármaco. En el caso que nos ocupa hoy, se trata de tres personas que sufrían estado de mínima conciencia (una especie de estado de coma leve, en el que los pacientes responden a ciertos estímulos). Al ser tratados con un sedante llamado zolpidem (que se utiliza contra el insomnio), los pacientes recuperaron el estado de alerta y conciencia. Uno de ellos, por ejemplo, puede hablar y leer mientras duran los efectos del fármaco. Hasta ahora, tal recuperación resultaba inexplicable, pero un artículo publicado en la revista científica eLife desvela qué podría esta sucediendo en el cerebro de estas personas.

Neurocientíficos de Estados Unidos y Bélgica han analizado el patrón de ondas cerebrales (el electroencefalograma) en estos enfermos antes y después de recibir el tratamiento. Esto les ha permitido identificar una “firma” común a todos ellos: ondas eléctricas de unas características concretas, generadas en ciertas regiones cerebrales, que cambian al administrar el tratamiento. En concreto, observaron que el fármaco produce una breve excitación inicial en ciertas áreas y que esto “enciende” determinados circuitos que activan de nuevo el cerebro. A medida que los efectos del zolpidem desaparecen, se vuelve a la situación inicial de baja actividad cerebral.

Lo interesante es que los tres pacientes habían sufrido daño en su cerebro por distintos mecanismos: en uno de ellos tras una caída, en otro por un accidente de coche que casi provoca el ahogamiento, o por múltiples infartos cerebrales en el tercero. En los tres, el patrón alterado de actividad cerebral era similar, y los tres respondieron al tratamiento (aunque en distinto grado). Esto da esperanzas de que se podrán encontrar muchos más pacientes en estado de mínima conciencia con ese mismo patrón de ondas cerebrales, pacientes que por tanto podrían mejorar significativamente gracias a este fármaco, o a otros que tengan un efecto parecido sobre la actividad del cerebro.

¿Por qué el sueño es “reparador”?

el sueño limpia el cerebroNo hace falta insistir en lo importante que es el sueño, porque todos notamos claramente los efectos de dormir bien o dormir mal. Se sabe que es crucial para fijar los recuerdos de todo lo que sucede cuando estamos despiertos, pero esto no explica del todo que dormir sea una actividad tan absolutamente necesaria. Prácticamente todos los animales duermen (hasta el famoso gusano nematodo Caenorhabditis elegans), y si un animal no duerme, termina muriéndose. Y aún así, sigue siendo un enigma por qué el sueño es tan importante. La respuesta podría estar en las observaciones realizadas por neurocientíficos de los Estados Unidos, publicadas recientemente en la revista Science. Al parecer, el cerebro aprovecha las horas de sueño para deshacerse de todas las sustancias tóxicas que fue acumulando durante el día. Lo curioso es la forma en que lo hace.

Además del sistema circulatorio típico, con venas y arterias, existe otro conjunto de vasos llamado sistema linfático, por el que circula un líquido llamado linfa. El cerebro carece de sistema linfático, pero tiene en cambio un mecanismo que hace sus veces (de ahí que se denomine sistema glinfático) y que fue descubierto por estos mismos investigadores hace poco más de un año. Básicamente, el sistema consiste en una corriente del líquido que baña las neuronas y que circula “a presión” por unos canales que forman algunas células cerebrales. Ahora, utilizando sofisticadas técnicas de imagen para observar el cerebro de ratones, los científicos comprobaron que durante el sueño esos canales se hacen mucho más anchos y el flujo del líquido se acelera significativamente. Esto lleva consigo una mejor “limpieza” de los residuos.

Muchas enfermedades neurodegenerativas se originan por la acumulación de depósitos tóxicos que el cerebro no consigue eliminar, por lo que este hallazgo podría ser de gran importancia. Para confirmar esta hipótesis, los investigadores inyectaron la proteína amiloide (que se acumula en el cerebro de pacientes con enfermedad de Alzheimer) en los cerebros de los ratones, y comprobaron que desaparecía mucho más rápido cuando los ratones estaban dormidos. Esto abre nuevas perspectivas para investigar fármacos que ayuden al cerebro a deshacerse de los productos tóxicos cerebrales, lo que cambiaría el panorama de las enfermedades neurodegenerativas asociadas con el envejecimiento. Al margen, claro, de que dormir un buen sueño reparador pueda ser la mejor forma de para mantener limpio tu cerebro…

La máquina que lee sueños

brainmachineEspero estar todavía dando la lata por este mundo el día en que se anuncie la fabricación de una máquina capaz de “leer” el cerebro. Aunque un aparato que traduce las ondas cerebrales para leer los pensamientos parezca algo más propio de Star Trek que de los tiempos actuales, la interpretación de neuroimágenes ha avanzado una enormidad estos últimos años. Un buen ejemplo de ello es la reciente publicación, en la revista Science, de un estudio en el que neurocientíficos japoneses han “entrenado” un ordenador de modo que es capaz de traducir las imágenes cerebrales de varios voluntarios durmientes, y decirnos con qué estaban soñando.

Todo el que haya estado dentro de una máquina de resonancia magnética sabe que no es fácil dormirse con el golpeteo de los imanes, pero los científicos consiguieron tres voluntarios capaces de “coger el sueño” mientras registraban su actividad cerebral. En las fases iniciales del sueño es muy típica la aparición de alucinaciones; al detectar su aparición, los investigadores despertaban a los sufridos voluntarios y les preguntaban qué habían visto (en sueños, claro). De este modo lograron reunir cientos de registros cerebrales asociados con determinadas imágenes u objetos. Con esta información, un sofisticado programa de ordenador fue capaz de asociar ciertos patrones de actividad cerebral con determinadas imágenes. Así, al volver a estudiar los voluntarios “a ciegas”, es decir, viendo simplemente las imágenes de la resonancia magnética, los científicos pudieron predecir en el 60% de los casos el objeto concreto con el que estaban soñando en ese momento (un coche, un árbol, una casa, una persona).

Una cuestión que ha dejado clara el estudio es que los circuitos neuronales que utiliza el cerebro para “ver” un objeto son los mismos durante el sueño que si esa persona ve ese mismo objeto estando despierta, lo cual tiene bastante interés. Ya se ve que el futuro está un poquito más cerca, aunque por ahora es difícil predecir las posibles aplicaciones de esta nueva tecnología. Entre otras cosas que se me ocurren, sería extremadamente útil para saber qué sucede en el cerebro de personas en coma o en situaciones en las que no pueden comunicarse. El tiempo lo dirá.

Cómo saber si vas a tener Alzheimer…

diagnóstico precoz alzheimerEs un poco delicado esto. Primero, porque a falta de tratamientos eficaces, la mayor parte de nosotros probablemente no tenemos ningún interés en saber cuándo vamos a desarrollar una dolencia tan devastadora como la enfermedad de Alzheimer. Segundo, porque todas estas “predicciones” son simplemente probabilidades y por tanto funcionan para grandes grupos de personas, pero no en casos concretos. De todas formas, la observación realizada por investigadores de la Universidad de Washington en Missouri, y publicada en la revista científica JAMA Neurology, es realmente interesante: antes de desarrollar los primeros síntomas de enfermedad de Alzheimer, un alto porcentaje de los pacientes habían tenido transtornos del sueño.

Los neurocientíficos reclutaron 145 voluntarios sanos entre 45 y 72 años, en los que se habían analizado distintos marcadores biológicos. En 32 de estos sujetos, los marcadores estudiados sugerían que tenían ya inicios de Alzheimer aunque no hubiese ningún deterioro cognitivo. Durante dos semanas, los investigadores analizaron los patrones de sueño de los voluntarios: cuánto dormían y cuánto se movían durante el sueño (que es una indicación de si el sueño es profundo, “bueno” o no). Analizando los resultados, la conclusión es que la mayor parte de los sujetos que dormían mal eran los que tenían ya un Alzheimer incipiente. De hecho, entre los que tenían una peor calidad del sueño el riesgo de estar desarrollando la enfermedad era cinco veces superior a la media.

Estos mismos científicos ya habían descubierto, trabajando con ratones, una asociación entre transtornos del sueño y la aparición de placas seniles en el cerebro (una marca de la enfermedad de Alzheimer), y ahora por primera vez se confirma en humanos. Como decía al principio, no es una asociación perfecta ni de una relación causa-efecto, pero lo interesante del hallazgo es que podría representar un modo relativamente sencillo de detectar indirectamente la existencia de lesiones cerebrales, incluso antes de que se puedan ver en una resonancia o un escáner. Del mismo modo, podría servir para evaluar la eficacia de los nuevos tratamientos que se están ensayando (y que sin duda alguna irán apareciendo en el futuro) en aquellas personas que están en las fases iniciales de la enfermedad.

Para dormir como una foca…

regulación del sueño¿Problemas de sueño? Como tantos otros… ¿Algún día lograrán los científicos dar con el remedio para dormir y descansar profundamente sin ningún efecto secundario, despertando en plena forma? Necesitamos un conocimiento más detallado de las sustancias químicas del cerebro (los neurotransmisores) que regulan el sueño, y para ello podemos fijarnos en lo que hacen algunos animales.

Los delfines y las ballenas, por ejemplo, tienen un problema: dormir y a la vez acudir a la superficie del agua para respirar. La manera en que lo han resuelto es curiosa, porque duermen alternativamente con una mitad del cerebro mientras la otra mitad permanece activa. Curiosamente, los delfines en cautividad duermen con todo el cerebro a la vez, gracias a un movimiento reflejo de la cola que les permite mantener a flote el orificio para respirar. Otra variante interesante es la de las focas, que duermen con una mitad del cerebro cuando están debajo del agua pero con todo el cerebro a la vez cuando están en tierra firme. ¿Cómo lo consiguen?

Un equipo de investigadores de Estados Unidos, Canadá, Rusia y Japón acaba de publicar en la revista oficial de la Sociedad de Neurociencia algunos detalles interesantes de lo que sucede en el cerebro de las focas durante el sueño. Los científicos habían observado que los niveles de un neurotransmisor llamado acetilcolina son más altos en el hemisferio cerebral “despierto” de estos animales. Ahora han descubierto que la cantidad de otro neurotransmisor, la serotonina, es similar en ambas mitades del cerebro, tanto durante el sueño como durante la vigilia.

Este hallazgo es en cierto modo inesperado, porque se pensaba que la serotonina es muy importante en la regulación de los ciclos de sueño. Quizás con este descubrimiento no lleguemos a desvelar completamente el secreto de por qué y cómo dormimos, pero al menos conocemos un poco mejor qué sustancias son responsables de hacernos dormir y despertar. Lo cual no es poco…

Refuerza tu memoria… mientras duermes

Quizás sea uno de los mitos más antiguos del mundo estudiantil, y no me extrañaría que algunos lo hayáis probado alguna vez. Dormirte mientras escuchas la lección, con la idea de que al despertar te acordarás de todo y en el momento del examen las ideas fluirán por sí solas. Pues parece que la cosa tiene fundamento, según una investigación publicada hace unos días en la revista PNAS y otra en la revista Nature Neuroscience. Aunque no exactamente así.

Básicamente, lo que han hecho estos trabajos es estudiar el efecto de escuchar música durante una fase del sueño en la que se producen unas ondas lentas. Por ejemplo, unos voluntarios memorizaron imágenes al tiempo que escuchaban una música concreta. A la mitad se les expuso a esas mismas músicas durante el sueño, a la otra mitad no. Al despertar, los primeros recordaban mejor las asociaciones entre imágenes y músicas. Además, una resonancia cerebral durante el sueño demostró que la música activaba la región relacionada con la fijación de los recuerdos. En el otro estudio, los científicos hicieron algo similar, pero esta vez reproducían la música durante una siestecilla al tiempo que recogían la actividad cerebral con un electroencefalograma.

¿La conclusión? Pues que dormir con música puede reactivar determinados circuitos cerebrales asociados con la memoria, y ayudar a fijar recuerdos relacionados con esas mismas melodías. Así que te propongo una prueba: estudia una lección escuchando una melodía y programa tu iPod para que reproduzca esa misma música cuando estés dormido. A ver qué tal al día siguiente. Pero que sea una música que no te despierte, claro. Mejor Mozart que Dream Theater, creo yo…