Un equipo de científicos dirigido por UCLA informa sobre por qué el sueño es vital para nuestra salud y cómo se cura el cerebro durante el sueño.
En los primeros años de vida, el sueño ayuda a construir la infraestructura del cerebro, pero luego asume un papel completamente nuevo de orden.
La privación prolongada del sueño puede conducir a graves problemas de salud en humanos y otros animales. Pero, ¿por qué el sueño es tan vital para nuestra salud? Un equipo de científicos dirigido por la UCLA ha respondido a esta pregunta y ha demostrado por primera vez que se produce un cambio dramático en el propósito del sueño a la edad de aproximadamente 2 años y medio.
Antes de esa edad, el cerebro crece muy rápidamente. Durante el sueño REM, cuando se producen sueños vívidos, el cerebro joven está ocupado construyendo y fortaleciendo sinapsis, las estructuras que conectan las neuronas entre sí y les permiten comunicarse.
«No despierte a los bebés durante el sueño REM: se está realizando un trabajo importante en sus cerebros mientras duermen», dijo la autora principal del estudio Gina Poe, profesora de biología y fisiología integrativa de la UCLA que ha realizado investigaciones sobre el sueño durante más de 30 años.
Después de 2 años y medio, sin embargo, el propósito principal del sueño cambia de la construcción del cerebro al mantenimiento y reparación del cerebro, un papel que mantiene por el resto de nuestras vidas, informan los científicos el 18 de septiembre de 2020 en la revista Science Advances. Esta transición, dicen los investigadores, corresponde a cambios en el desarrollo cerebral.
Todos los animales experimentan naturalmente una cierta cantidad de daño neurológico durante las horas de vigilia, y los desechos resultantes, incluidos los genes y proteínas dañados dentro de las neuronas, pueden acumularse y causar enfermedades cerebrales. Dormir ayuda a reparar este daño y a eliminar los escombros, esencialmente desorganizando el cerebro y sacando la basura que puede provocar enfermedades graves.
Casi toda esta reparación cerebral ocurre durante el sueño, según el autor principal Van Savage, profesor de ecología y biología evolutiva de la UCLA y de medicina computacional, y sus colegas.
«Me sorprendió lo enorme que es este cambio en un corto período de tiempo, y que este cambio ocurra cuando somos tan jóvenes», dijo Savage. «Es una transición análoga a cuando el agua se congela en hielo.»
El equipo de investigación, que incluía científicos con experiencia en neurociencia, biología, matemáticas y estadística, realizó el análisis estadístico más completo del sueño hasta la fecha, utilizando datos de más de 60 estudios del sueño con seres humanos y otros mamíferos. Examinaron datos sobre el sueño a lo largo del desarrollo, incluido el tiempo total de sueño, el tiempo de sueño REM, el tamaño del cerebro y el tamaño corporal, y construyeron y probaron un modelo matemático para explicar cómo cambia el sueño con el tamaño del cerebro y el cuerpo.
Los datos fueron notablemente consistentes: Todas las especies experimentaron una disminución dramática en el sueño REM cuando alcanzaron el equivalente de desarrollo humano de aproximadamente 2 años y medio de edad. La fracción de tiempo pasado en el sueño REM antes y después de ese punto fue aproximadamente la misma, ya sea que los investigadores estudiaran conejos, ratas, cerdos o humanos.
El sueño REM disminuye con el crecimiento del tamaño del cerebro a lo largo del desarrollo, descubrieron los científicos. Mientras que los recién nacidos pasan aproximadamente el 50% de su tiempo de sueño en sueño REM, ese tiempo disminuye a aproximadamente el 25% a la edad de 10 años y continúa disminuyendo con la edad. Los adultos mayores de 50 años pasan aproximadamente el 15% de su tiempo durmiendo en REM. La disminución significativa en el sueño REM a aproximadamente 2 años y medio ocurre justo cuando se produce el cambio principal en la función del sueño, dijo Poe.
«Dormir es tan importante como comer», dijo Poe. «Y es milagroso lo bien que el sueño se ajusta a las necesidades de nuestro sistema nervioso. Desde medusas hasta aves y ballenas, todos duermen. Mientras dormimos, nuestros cerebros no descansan.»
Una falta crónica de sueño probablemente contribuye a problemas de salud a largo plazo, como demencia y otros trastornos cognitivos, diabetes y obesidad, por nombrar algunos, dijo Poe. Cuando empieces a sentirte cansado, dijo, no te resistas, vete a la cama.
«Luché por dormir y dormí toda la noche cuando estaba en la universidad, y ahora creo que fue un error», dijo Savage. «Hubiera estado mejor con una buena noche de sueño. Ahora, cuando me siento cansado, no tengo ninguna culpa por dormir.»
Para la mayoría de los adultos, dormir siete horas y media por noche es normal, y el tiempo despierto no cuenta, dice Poe. Mientras que los niños necesitan dormir más, los bebés necesitan mucho más, aproximadamente el doble que los adultos. El gran porcentaje de sueño REM en los bebés contrasta marcadamente con la cantidad de sueño REM observada en mamíferos adultos en una enorme variedad de tamaños cerebrales y corporales. Los humanos adultos tienen cinco ciclos REM durante una noche completa de sueño y pueden tener algunos sueños en cada ciclo.
Una buena noche de sueño es una excelente medicina, dice Poe. Y es gratis.
Referencia: «Unraveling Why We Sleep: Quantitative Analysis Reveals Abrupt Transition from Neural Reorganization to Repair in Early Development» por Junyu Cao, Alexander B. Herman, Geoffrey B. West, Gina Poe y Van M. Savage, 18 de septiembre de 2020, Science Advances.DOI: 10.1126 / sciadv.aba0398
bioRxiv
Los coautores del estudio son Junyu Cao, quien realizó investigaciones en el laboratorio de Savage y ahora es profesor asistente en la Universidad de Texas en Austin; Alexander Herman, profesor asistente de psiquiatría en la Universidad de Minnesota, Twin Cities; y Geoffrey West, un físico que es el distinguido Profesor Shannan en el Instituto Santa Fe.