justomedio: El ciclo sueño vigilia.

El sueño, en cuanto acto de dormir, es un estado de reposo uniforme de un organismo. En contraposición con el estado de vigilia (cuando el ser está despierto), el sueño se caracteriza por:

Bajos niveles de actividad fisiológica (presión sanguínea, respiración, latidos del corazón). Inactividad física.
Respuesta menor ante estímulos externos.
Un electroencefalograma característico.
Una conducta característica:

Lugar específico para dormir.
Postura corporal típica.
Tras la deprivación del sueño, el individuo duerme más y recupera el sueño perdido.

Solo en los vertebrados podemos hablar de sueño propiamente dicho, si bien los reptiles parecen carecer del sueño REM. Los invertebrados presentan alguna de las características anteriores pero no todas simultáneamente. En el delfín, el hemisferio derecho y el hemisferio izquierdo nunca duermen simultáneamente. En cuanto a los mamíferos, aunque son independientes, parece que puede existir una relación entre la regulación de la temperatura, el tamaño del cerebro y el sueño. No obstante, los ritmos circadianos de la temperatura del cuerpo persisten incluso durante la deprivación del sueño. El peso de un individuo prototípico de una especie y el tiempo total que duerme correlacionan negativamente.

Sueño y vigilia son funciones cerebrales. Se trata, en el ser humano y en muchos animales, de un ciclo biológico circadiano.

En el ser humano, el sueño pasa por cinco fases. La interacción entre neuronas collnérgicas del tronco del encéfalo, neuronas que contienen serotonina del rafe dorsal y neuronas que contienen noradrenalina del locus ceruleus (con la participación de algunas regiones más) determina el modo en el que avanzan las fases del sueño a lo largo de la noche:

Somnolencia inicial. El cuerpo inicia una distensión muscular, la respiración se vuelve uniforme y la actividad cerebral más lenta. El tálamo pasa de modo repetidor (excitaciones tónicas sostenidas y transmisión de alta fidelidad de los mensajes que van a la corteza) al modo oscilador (con largos periodos de silencio neuronal).
Sueño superficial. Las neuronas colnérgicas reticulares se hallan activas en la vigilia, pero de manera paulatina se van mostrando menos activas a medida que avanzan las fases.
Sueño más profundo. Las ensoñaciones son breves, lógicas y coherentes, relacionadas con las experiencias de la vigilia, con un fuerte componente sensorial, sin un tono emocional particular, y no forman un relato continuo.
Sueño verdaderamente profundo. Estos cuatro primeros periodos presentan un patrón de actividad electroencefalográfica similar conocido como sueño sincronizado o de ondas lentas (no-REM; ritmo delta, 1-4 ondas/segundo). A medida que se va avanzando por estas cuatro fases, el sujeto, ante un estímulo, tarda más en despertar. en el sueño no-REM hay ensoñaciones que no forman un relato y carecen de experiencia sensorial, angustiosas, cargadas de emoción y obsesivas; más breves y racionales que las del sueño REM.

Áreas cerebrales inactivas:

Pons dorsal y del mesencéfalo (cerebro medio).
Ganglios del tálamo y basales.
Corteza prefrontal orbital.
Áreas 24 y 32 de Brodmann de la cingulada anterior, precuneus y lóbulo temporal medial.
Tronco encefálico.
Cortezas posteromediales.

Sueño paradójico, sueño REM (rapid eye movement), sueño desincronizado o sueño de las ensoñaciones. Esta fase ocupa el 25% del sueño. Aumenta la cadencia de respiración, el ritmo cardíaco, la presión sanguínea y la respuesta sexual (erección) sin que ello parezca teer relación con sueños eróticos. Las neuronas colinérgicas del tronco del encéfalo empiezan a activarse rápidamente de nuevo y esto hace que en las líneas que registra el encefalograma se pase de un estado sincronizado de gran amplitud a un estado de amplitud pequeña y desincronizado, como en el estado de vigilia. Las neuronas que contienen noradrenalina del locus ceruleus y las que contienen serotonina del rafe dorsal siguen activas. Sin embargo no se producen movimientos posturales. Resulta casi imposible entrar en la fase REM en una posición que no sea la horizontal. Se pasa de un registro encefalográfico de sueño lento (de fase 2) a un registro de vigilia (ritmo alfa, 8-12 ondas/segundo). sin embargo, el sujeto está profundamente dormido. Cuando el cerebro está despierto, recibe estímulos externos; mientras que cuando está dormido, recibe estímulos internos. Si conseguimos despertarlo, nos dirá que estaba soñando. El sueño REM se acompaña de ensueños largos y de rico contenido temático en primera persona y presente de indicativo, desplegados en forma de narraciones con abundantes detalles, incorporando elementos de la fantasía, casi exclusivamente visuales, más antiguos que nuevos y con una sensación de ansiedad o miedo. Los sueños de ser cazado constituyen el tema más común en todo el mundo. Se olvidan fácilmente a menos que se interrumpan con el despertar.

Áreas cerebrales activas. El cerebro elabora su propio mundo como actividad intrínseca, sin sensaciones, pero con un gran colorido emocional. Para Hobson, las ensoñaciones revelan un intento por parte del cerebro de identificar y evaluar las asociaciones corticales nuevas a la luz de las emociones mediadas por las estructuras límbicas.

Sistema límbico (amígdala y corteza prefrontal orbitaria): afectividad y emocionalidad.
Extraestriado: Conformación de modelos visuales complejos.
Tálamo izquierdo: Conexión de señales sensoriales y envío a la corteza cerebral.
Giro cingular anterior: Atención y motivación. Génesis de emociones.
Tegmento pontino: Neuronas colinérgicas. Desencadena las fases REM.
Opérculo parietal derecho.
Sistema de activación reticular del tronco encefálico: Producción de acetilcolina. Parálisis o flaccidez muscular.

Áreas cerebrales inactivas:

Córtex prefrontal dorsolateral. Pensamiento. Razonamiento. No hay contol inhibidor.
Córtex visual primario.
Lóbulo parietal inferior. Corteza parietal lateral. Inhibición de la salida coordinada del hipocampo. Memoria.
Locus coeruleus. Producción de noradrenalina.
Rafe dorsal. Producción de serotonina.
Cingulada posterior y precuneus.

El sueño no-REM alterna con el sueño REM durante la noche en ciclos aproximados de 90'. Se ha encontrado una correlación negativa entre la maduración del cerebro al nacer y la cantidad de sueño REM y una correlación positiva con la seguridad de los refugios.

Carol Wortman ha estudiado los patrones del sueño en sociedades de cazadores recolectores y pastores, encontrando que durante la noche el sueño se interrumpe para reanudarse después. En las sociedades industriales, en las que se dispone de luz artificial, el ser humano ha extendido sus actividades hasta bien entrada la noche y se ha comprimido el horario del sueño; algunas personas mantienen sin embargo el sueño bimodal característico de la especie, lo que suele confundirse con un trastorno del sueño.

POSIBLES FUNCIONES DEL SUEÑO REM

Reparación del organismo.
Reprocesamiento y consolidación (incorporación en la memoria a largo plazo) de lo aprendido. El cerebro evalúa los recuerdos durante el sueño y retiene preferentemente aquellos que considera más relevantes.
Los niños hasta los dos años experimentan una gran cantidad de sueño REM. Se supone que para estimular el crecimiento nervioso.
En 1983 Francis Crick y Graeme Mitchinson postularon la hipótesis de que soñamos para olvidar, para eliminar imágenes, recuerdos o asociaciones carentes de sentido.
Para Seligman (1987) las ensoñaciones son una elaboración cognitiva que intenta dar coherencia a los estímulos caóticos.

Algunos individuos carecen de sueño REM. En este caso, el cerebro encuentra alternativas que cubren las mismas funciones.

El sueño REM se presenta solo en especies de sangre caliente.

EVOLUCIÓN DEL SUEÑO

Un grupo de investigadores españoles -Rial R.V, Akaârir M, Gamundí A, Nicolau C, Garau C et al. Evolution of wakefulness, sleep and hibernation: From reptiles to mammals. Neurosci. Biobehav. Rev. (2010), doi:10.1016/j.neubiorev.2010.01.008.- ha propuesto un conjunto de procesos evolutivos que explican la mayor parte de las características del sueño de los mamíferos. Proponen que cuando los mamíferos desarrollaron la corteza, la vigilia subcortical de los reptiles fue suprimida quedando convertida en sueño. Pero en este sueño siguieron manifestándose signos de la antigua vigilia de los reptiles: el comportamiento heliotérmico (‘basking’), necesario en un reptil para alcanzar una temperatura corporal óptima, se convirtió en no-REM, mientras que la actividad, con momentos activos y pasivos, se convirtió en REM. Por último, el estado inactivo de los reptiles, se mantuvo en algunos mamíferos en forma de hibernación. Aunque el desarrollo de estas transformaciones parece implicar unas modificaciones muy profundas en el funcionamiento del cerebro, el número y la entidad de los cambios resultan ser sorprendentemente pequeños.
Por otra parte, el itinerario evolutivo propuesto también propone una explicación para el mayor de los misterios del sueño. Parece como si la evolución no se hubiera preocupado mucho por el sueño; lo importante es la vigilia. Así, la gran pregunta de ¿por qué dormimos? debe convertirse en ¿por qué nuestro sueño es tan complejo? La respuesta está en que el sueño es un cajón de residuos evolutivos que se ha ido llenando a medida que se desarrollaban vigilias más eficaces.

GENES RELACIONADOS CON EL SUEÑO

Según Allebrandt Karla (2010), la duración del sueño está correlacionada con el gen ABCC9.

http://news.sciencemag.org/sciencenow/2010/11/the-gene-for-zzzzzzzz.html?etoc

El gen ABCC9 codifica una proteína llamada SUR2 que forma parte del canal de potasio. Cuando los investigadores eliminaron el gen correspondiente en dos especies de moscas de la fruta, las moscas dormían mucho menos por la noche.

DEC2, también se ha ligado a la duración del sueño, pero hasta ahora se ha encontrado sólo en ciertas familias. ABCC9 es el primer gen con una fuerte asociación con la duración del sueño detectado en la población general.