¿Por qué dormir?

2005/07/01 Agirre Ruiz de Arkaute, Aitziber - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Anatomia/Fisiologia

Los neurobiólogos, al mantener las ratas de laboratorio despiertas, ven cómo su salud empeora rápidamente. Empiezan a adelgazar, pierden la capacidad de mantener la temperatura corporal, el sistema inmunitario da problemas y aumenta las infecciones. Al final, 20 días las ratas mueren por insomnio, el mismo tiempo que necesitan para morir de hambre.

Dormir no es por tanto un capricho del cuerpo; el organismo es imprescindible para sobrevivir. Neurocientíficos, fisiólogos, zoólogos y psicólogos llevan cincuenta años estudiando la verdadera función del sueño y aún no lo han resuelto.

La duda es que el sueño es para el cerebro. Los animales duermen, pero no las plantas. Y los otros órganos de los animales tampoco tienen “sueño”: ni pulmones, ni hígado, ni otros órganos.

¿El sueño
sirve para recuperar energía o cambiar las conexiones entre las neuronas del cerebro?

Según algunos investigadores, la función básica del sueño es recuperar la energía perdida durante el día. El periodo de sueño es un momento de baja demanda metabólica y puede ser utilizado por las neuronas para solucionar la escasez de energía provocada por la intensa actividad diaria. En las células, la energía se almacena en la molécula de ATP, y a medida que se gasta energía, las moléculas de adenosina que se rompen y se desprenden de ella comienzan a acumularse fuera de la célula. Las neuronas aprovechan la época del sueño para volver a introducir esta adenosina en la célula y recuperar las reservas de ATP.

Pero mientras dormimos, la tasa metabólica sólo se reduce en un 15% respecto al momento en que estamos despiertos y parados. Por lo tanto, esa energía que ganamos cuando dormimos podríamos recuperarla comiendo un poco más, sin tener que dormir unos 25 años de nuestra vida. El sueño debe ser necesariamente un fenómeno más complejo, ya que a lo largo de la evolución todas las especies animales lo han mantenido.

Las hipótesis más recientes apuntan al sueño como un proceso de aprendizaje.

Hipótesis más recientes indican que el sueño está relacionado con el proceso de aprendizaje. Los chorizos, por ejemplo, cuando estudian canto, activan determinadas zonas del cerebro. Cuando están dormidos repiten ese mismo patrón de activación neuronal: se activan de nuevo las zonas utilizadas durante el día en el cerebro, aunque por la noche los pájaros no producen ningún sonido. Es como si soñaran mientras cantan.

El mismo fenómeno se ha observado con otras especies animales que están aprendiendo cualquier nueva acción: por la noche ‘se rememora’. Por ello, muchos científicos creen que es hora de fijar la memoria, de afianzar lo aprendido durante el día.

Los investigadores llevan 50 años estudiando la función del sueño y aún no lo saben.

Los neurobiólogos han estudiado los cerebros de las personas que dormían y han visto que, a pesar de que los músculos se movían muy poco, las neuronas tienen una actividad enorme. ¿Pero a qué se dedican?

Durante el día, cuando nuestros ojos ven algo, nuestros oídos oyen algo o nuestra nariz olla algo, las neuronas reciben y llevan esa información hasta el cerebro. Y precisamente, como la información debe transmitirse de una neurona a otra, las relaciones entre las neuronas —las sinapsis— son la clave del intercambio de información. Por lo tanto, parece que cuando estamos durmiendo, se revisan los enlaces neuronales creados cuando estamos despiertos y se guardan los que son útiles y se destruyen los que están mal formados. La plasticidad de las neuronas durante el sueño es la clave de la capacidad de aprender cosas nuevas.

Buen momento del sueño

Siendo neuronas las protagonistas del sueño, los científicos han analizado en qué fase del sueño se produce este reajuste de las sinapsis. De hecho, la fase REM y la fase NREM se producen de forma alterna durante el sueño, una fase con alta actividad cerebral y otra fase de onda lenta.

Desde siempre se ha dado más importancia a la fase REM, por un lado porque es cuando soñamos y, por otro, porque siempre se ha considerado que es fundamental para consolidar lo aprendido. Pero las últimas investigaciones de los neurobiólogos han demostrado que la plasticidad de las neuronas se produce en la fase NREM, eliminando el protagonismo absoluto de los sueños.

Sin dormir

Los científicos han realizado numerosos intentos para comprobar cómo el circuito de las neuronas ha influido en la capacidad de aprender nueva información. Varias personas han estudiado la capacidad de aprender nuevas palabras, comparando las que han dormido durante horas y las que no han dormido nada.

Según los últimos estudios, parece que cuando
dormimos, se revisan los enlaces neuronales que se
producen cuando estamos despiertos y se guardan los que son útiles y los que
están mal formados se destruyen.

En estos estudios se observa que las personas que no han dormido tienen que
utilizar más zonas del cerebro para aprender palabras, cuantos menos dormidos menos campos, más campos. Los investigadores creen que en los casos en los que no se produce esta renovación en los circuitos neuronales, el cerebro debe utilizar otros campos para poder aprender.

A pesar de que el reajuste neuronal tiene una gran influencia en la capacidad de aprendizaje, todavía se duda de que la plasticidad de las neuronas es la principal función del sueño. Y es que, según lo que hemos aprendido a lo largo del día, si sólo una parte del cerebro fortalece las sinapsis, ¿por qué es necesario dormir cada noche para otras zonas del cerebro y para el cuerpo?

La consolidación sináptica puede consistir en un beneficio secundario de la fase NREM, de alguna manera, en el subproducto de un proceso diseñado para otras tareas, al igual que la recuperación metabólica de las neuronas. Por el momento, el sueño sigue siendo un proceso fisiológico totalmente oscuro.

Medio sueño, medio despierto

Los delfines han buscado una solución a la necesidad de estar siempre despiertos en el mar: en lugar de todo el cerebro, sólo duerme un hemisferio. Alternativamente realizan subidas cortas, primero el hemisferio derecho y luego el izquierdo. Así pueden seguir respirando normalmente.

Para no ahogarse, los hemisferios cerebrales de los delfines duermen alternativamente. Pocos mamíferos poseen esta capacidad.

Entre las aves es común el sueño hemisférico, imprescindible para espiar a los depredadores. Parece muy práctico. Pero es totalmente inusual entre los mamíferos: sólo los delfines, cetáceos y manatíes tienen esta capacidad. Es sorprendente su uso, si tenemos en cuenta que los precursores de los mamíferos, los reptiles, también tuvieron esa capacidad, y sin embargo, los mamíferos no han permanecido en evolución. Esta pérdida pone de manifiesto la posible existencia de una razón para que la evolución no favorezca el sueño unihemisférico, y tal vez sólo merezca la pena en formas de vida muy extremas.