El sueño tiene una importancia profunda en nuestras vidas, hasta el punto de que dedicamos a dormir una proporción considerable de nuestro tiempo. El sueño permite que el cuerpo, incluido el cerebro, se recupere metabólicamente, pero la investigación contemporánea ha empezado a centrarse en el papel activo que el sueño desempeña en nuestro cerebro y comportamiento, más que en su función reparadora.
El sueño se compone de varias etapas diferenciadas. Dos de ellas, el sueño de ondas lentas (o profundo) y el sueño REM, reflejan patrones de actividad cerebral muy distintos y se han relacionado con diferentes procesos cognitivos.
El sueño de ondas lentas se caracteriza por la actividad sincronizada de las neuronas de la neocorteza, que se activan lentamente, entre 0,5 y tres veces por segundo. La neocorteza comprende la mayor parte de la corteza cerebral, que desempeña un papel en la memoria, el pensamiento, el lenguaje y la conciencia. En cambio, durante el sueño REM, cuando ocurren la mayoría de nuestros sueños, la actividad neuronal es rápida y está sincronizada a frecuencias mucho más altas, entre 30 y 80 veces por segundo.
Estos patrones de actividad cerebral durante el sueño REM recuerdan a los observados durante la vigilia y, por esta razón, el sueño REM suele denominarse sueño «paradójico».
Funciones cognitivas
Hay cada vez más pruebas de que el sueño de ondas lentas está relacionado con la consolidación de la memoria y participa en la transferencia de información desde el hipocampo, que codifica las experiencias recientes, así como en la creación de conexiones a largo plazo en la neocorteza. El sueño REM se ha vinculado con procesos que implican la abstracción y la generalización de experiencias, lo que da lugar a descubrimientos creativos y a una mejor resolución de problemas.
Aunque existen similitudes sustanciales entre la vigilia y el sueño REM, numerosos estudios han explorado las diferencias en la actividad de las regiones cerebrales entre estos estados; la corteza cingulada, el hipocampo y la amígdala están más activos durante el sueño REM que durante la vigilia. Estas regiones son particularmente interesantes para los neurocientíficos cognitivos porque son áreas clave en la regulación emocional y la memoria emocional.
Sin embargo, actualmente se conoce poco sobre qué subregiones están activas dentro de estas áreas corticales y límbicas más amplias —las vías cerebrales que producen estos patrones de activación— y cuál es la función precisa de la actividad de estas regiones durante el sueño REM.
Actividad cortical en ratas
Un nuevo estudio publicado en Science Advances examinó la fisiología y la funcionalidad del sueño REM en un grupo de ratas y ofrece información sobre la actividad cortical y las vías subcorticales que la producen. El nivel de detalle de este estudio supone un importante avance para comprender el efecto del sueño REM en nuestro cerebro y comportamiento cognitivo.
Los autores estudiaron grupos de ratas a las que se permitió dormir, pero se les impidió entrar en la fase REM durante tres días. Seis horas antes de la evaluación, se permitió que la mitad de las ratas durmiera con normalidad, mientras que la otra mitad siguió privada del sueño REM. Las ratas a las que se permitió dormir con normalidad mostraron entonces niveles elevados de sueño REM durante esas seis horas. Esto permitió comparar entre los grupos el efecto del sueño REM reciente. Un grupo de control adicional de ratas pudo dormir con normalidad durante todo el estudio.
El análisis de la expresión génica consiste en rastrear la presencia de determinados ARNm o proteínas que pueden identificarse como consecuencia de la actividad de ciertos genes. Se observó que las ratas que habían tenido una cantidad considerable de sueño REM antes de las pruebas mostraban una mayor expresión de varios genes asociados con la plasticidad sináptica (la rapidez con que sus sinapsis pueden adaptarse a los cambios del entorno local), que afecta a la eficiencia de la transmisión neuronal en el hipocampo.
En la neocorteza, la expresión de los genes relacionados con la capacidad de adaptación de nuestras sinapsis también aumentó después del sueño REM, pero la de aquellos relacionados con la transmisión neuronal disminuyó en comparación con el grupo al que se había impedido tener sueño REM. Por tanto, la función del sueño REM parece deberse a cambios en la forma en que se comunican las neuronas. Esto concuerda con la idea de que el sueño REM permite que los sistemas de procesamiento de la memoria del cerebro recuperen su equilibrio, lo que posibilita responder eficazmente a las experiencias del día siguiente.
¿En qué parte del cerebro?
Neuronas teñidas de la corteza somatosensorial de un mono macaco.
Brainmaps.org, CC BY
En otro estudio, el mismo grupo determinó la ubicación precisa de estos cambios en el cerebro. En la neocorteza, se observó un aumento general de la plasticidad en varias áreas, incluidas las regiones sensoriomotoras que integran las funciones sensoriales y motoras. En el hipocampo, en general se limitó al giro dentado, que se considera que contribuye a la formación de nuevos recuerdos episódicos, entre otras funciones. El sueño REM también se asoció con una reducción de la neurotransmisión en muchas regiones de la neocorteza, lo que indica que probablemente provoca un debilitamiento general de las conexiones entre sinapsis. Esto podría permitir que las redes cerebrales aprendan mejor de múltiples experiencias, en lugar de verse afectadas solo por experiencias aisladas.
El claustro: consolidación de la emoción y la memoria.
Fue una abeja
Los estudios finales realizados por el grupo determinaron el origen de los cambios corticales en la plasticidad y la neurotransmisión durante el sueño REM. Al rastrear la transmisión de señales entre distintas áreas cerebrales y realizar lesiones químicas (en las que se inactivan temporalmente áreas del cerebro), identificaron otras dos áreas, el claustro y el núcleo supramamilar, como regiones con funciones clave durante el sueño REM.
Se ha identificado que estas dos áreas participan en la integración de la emoción y la memoria. El claustro es una capa muy delgada de neuronas situada debajo de la neocorteza interna. Se sabe que tiene conexiones con muchas regiones de esta parte del cerebro. Por ello, se ha propuesto que el claustro integra estímulos procedentes de varios sentidos y participa en la conexión de áreas implicadas en el procesamiento emocional y la atención.
También se sabe que el núcleo supramamilar, situado dentro del hipocampo, está interconectado con múltiples áreas del cerebro, varias de ellas asociadas con el procesamiento emocional.
Las implicaciones de este trabajo aportan pruebas convergentes de que el sueño REM modula la activación y el procesamiento sináptico en áreas del cerebro que contribuyen al procesamiento de las emociones. Esto también concuerda con explicaciones que no se habían puesto a prueba anteriormente y que sugieren que el sueño REM es importante para codificar recuerdos (aunque no su contenido emocional). Aunque aún no se ha vinculado el papel de los sueños durante el sueño REM con los efectos observados de los neuroquímicos en el cerebro, comprender qué sucede en nuestro cerebro cuando soñamos podría resultar clave para procesar las emociones y la memoria.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. Lea el artículo original.
La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde estas opiniones.
Para mantenerse al día con la Agenda, suscríbase a nuestro boletín semanal.
Autor: Padraic Monaghan es profesor de Cognición en la Universidad de Lancaster.
Imagen: Delegados descansan durante una pausa de la sesión plenaria en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático COP 20, en Lima. REUTERS/Enrique Castro-Mendivil
