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El sueño REM aumenta la plasticidad neuronal y mantiene al cerebro alerta

Este complejo órgano se adapta y evoluciona durante esta fase del descanso, revela un nuevo estudio


Un grupo de investigadores dirigidos por el profesor Marcos G. Frank han demostrado, en gatos de corta edad, que la fase REM del sueño es necesaria para que se produzcan una serie de transformaciones neuronales responsables de la consolidación de la experiencia vivida mientras estamos despiertos. El hallazgo tiene un gran impacto social, educativo y psicológico. Por Anabel Paramá





Imagen: Arkady Chubykin. Fuente: PhotoXpress.
Imagen: Arkady Chubykin. Fuente: PhotoXpress.
Mejorar nuestra mente es un gran reto en la actualidad. Vivimos en un mundo en el que la cantidad de estímulos y la aceleración hace que el día a día del siglo XXI sea mucho más complicado que el que vivieron nuestros antepasados. Por esta razón, nuestro cerebro tiene que estar a pleno rendimiento y adaptarse constantemente.
 
Un grupo de investigadores dirigidos por el neurólogo de la Universidad de Pensilvania, Marcos G. Frank, han publicado recientemente en la revista Science Advance un trabajo en el que aportan conocimiento sobre los mecanismos de plasticidad psíquicos, y permiten establecer los elementos moleculares básicos de reducción de nuestro envejecimiento mental y de la mejora de nuestro aprendizaje.
 
En el trabajo los autores proponen que durante la fase REM del sueño se produce un mayor incremento de la plasticidad cortical, basada en la experiencia. Algo imprescindible para consolidar nuestro aprendizaje diario mientras estamos despiertos. Para confirmar su propuesta, los científicos trataron de averiguar como el ambiente visual y el sueño en gatos en desarrollo podía modificar la corteza visual y, en consecuencia, su comportamiento visual.
 
Estos investigadores privaron de la visión de un ojo a un grupo de gatos y, posteriormente, les impidieron entrar en la fase REM del sueño. Los animales que fueron privados igualmente de la visión, pero sí entraron en fase REM, presentaron una plasticidad ocular perfectamente normal.
 
Así que este periodo del sueño resulta ser imprescindible en nuestro aprendizaje. De hecho, los resultados de esta investigación muestran que la fase REM en edades tempranas promueve la formación de los circuitos neuronales. Asimismo, el estudio sugiere que dicha fase fomenta la transformación y evolución de los patrones neurales desarrollados durante la experiencia diaria.
 
Ahora bien, para poder aclarar estos aspectos de la investigación y conocer su impacto social, psíquico y vital es necesario ir, poco a poco, exponiendo algunas ideas al respecto.
 
El sueño en nuestra vida
 
A lo largo de nuestra vida invertimos más de un tercio del tiempo durmiendo. Sin embargo, el sueño sigue siendo hoy en día un gran desconocido y existen, como es bien sabido, un buen número de enigmas a su alrededor.
 
Durante siglos, el sueño era considerado como una simple interrupción o inhibición de aquellos mecanismos que nos mantienen despiertos. Es decir, se consideraba como un estado de inactividad en el que el cerebro dejaba de funcionar y su propósito era, única y exclusivamente, reparador.
 
No obstante, este concepto dio un giro drástico con la interpretación de los registros obtenidos tras la realización de encefalogramas. Los datos aportados indicaban que el cerebro no sólo no estaba inactivo sino que incrementaba su actividad, por lo menos durante algunas partes del sueño.
 
La investigación científica ha comprobado que el sueño consolida y afianza los nuevos conceptos adquiridos que hasta ese momento se encontraban en la memoria de forma inestable. Por lo que un período de sueño después del aprendizaje facilita este afianzamiento, lo que tiene un gran impacto educativo. Un proceso llevado a cabo gracias a la existencia de la plasticidad neuronal.

Fases REM y No-REM
 
Una de las peores torturas que cualquiera puede sufrir es la privación del sueño. De hecho, esta privación puede dañar severamente las funciones mentales y fisiológicas. Esto sugiere que el sueño es fundamental para restaurar los recursos físicos.
 
Mediante el estudio con encefalogramas se ha podido distinguir que el sueño no es homogéneo, sino que existen varias etapas. Por un lado, está el denominado sueño profundo (NREM-Non Rapid Eye Movement) y por otro, el denominado sueño paradójico (REM-Rapid Eye Movement-). Y ambas están interrelacionadas de forma rítmica.
 
Durante la fase REM se detectan movimientos rápidos de los ojos, así como, de los pequeños músculos faciales. Dicha fase es muy abundante en las primeras semanas de vida y va disminuyendo a lo largo de los años. De hecho, en el feto la fase REM ocupa la mayor parte del tiempo del sueño. Y contrariamente, es en los ancianos en los que la duración del sueño REM ha disminuido considerablemente.

Así, en personas mayores existe la queja frecuente de despertarse varias veces a lo largo de la noche y la dificultad de recuperar de nuevo el sueño. Pues bien, en lo dicho está parte de la explicación de este fenómeno.
 
En el caso de la fase No-REM el sueño es más profundo y reparador, es el momento en que la frecuencia cardíaca y respiratoria, así como la presión arterial se mantienen más bajas. Ahora bien, no presenta los elementos enigmáticos de la otra fase.
 
Los científicos han enumerado una amplia diversidad de teorías para dar explicación a este fenómeno. Aunque no está claro, parece que cada vez se está más convencido que una de las principales funciones del sueño REM es procesar y almacenar los acontecimientos y aprendizajes del día en la memoria a largo plazo. La del sueño No-REM es la reparación y protección del organismo.
 
La fase REM es imprescindible en la plasticidad cerebral
 
El sueño es todavía una incógnita que está por resolver, quedando muchas preguntas todavía por contestar sobre el verdadero papel biológico del sueño y la necesidad de dormir. Actualmente sabemos que el cerebro es un órgano con gran capacidad de adaptación a las necesidades del entorno.
 
En este sentido, y volviendo al trabajo de Frank, la privación monocular implica, obviamente, una reducción de la experiencia de nuestro cerebro con el entorno. Sin embargo, cuando llega la fase REM del sueño, como hemos dicho anteriormente, es cuando consolidamos la experiencia. La plasticidad neuronal suple esta carencia haciendo que la actividad realizada en el cerebro sea la misma que la de los gatos que no han sido privados de la visión en uno de los ojos.
 
Para esto es imprescindible entrar en la fase REM. En caso de no ser así, la plasticidad ocular no existiría y por tanto, la actividad cerebral no sería la misma. En consecuencia, no afianzaríamos la misma información que la obtenida por los animales que han entrado en fase REM. Pero, esta capacidad cerebral tiene una larga historia.
 
A lo largo de nuestra vida la estructura del sueño se modifica. ¿Qué significa esto? El sueño ya se inicia en la etapa fetal y va experimentando modificaciones durante los primeros años de vida. A medida que envejecemos el sueño ligero va aumentando.
 
¿Nuestro cerebro captura todo lo que aprendemos?
 
Seguro que se ha planteado alguna vez si en su cerebro tiene cabida todo lo que aprendemos. Incluso podríamos pensar si puede producirse algún tipo de alteración cuando la adquisición de conocimiento es muy elevada. Esto que significa, ¿qué cada vez que aprendemos algo nuevo nuestro cerebro cambia?
 
Pues bien, las investigaciones realizadas sugieren que sí, existen modificaciones del cerebro en base a la complejidad de nuestro entorno. Es decir, si aprendemos más nuestro cerebro se adaptará, si cambiamos de ciudad, lo mismo, si vivimos situaciones de tristeza, alegría, etc. Numerosos elementos que el cerebro tiene que procesar.
 
El cerebro está constituido por neuronas, células interconectadas entre sí por unas estructuras denominadas sinapsis. Estas conexiones sinápticas no son estáticas sino que tienen una propiedad fundamental, la plasticidad. Esta plasticidad permite que las neuronas cambien morfológicamente en respuesta a nuestra actividad externa. Es decir, existe capacidad para generar nuevas conexiones sinápticas entre las neuronas existentes e incrementar la comunicación entre ellas.
 
Esta capacidad, tan fascinante del cerebro, se mantiene a lo largo de nuestra vida aunque va disminuyendo a medida que pasan los años. De hecho, en etapas precoces puede tener consecuencias impresionantes. Podemos poner como ejemplo, la recuperación completa del lenguaje en un niño tras sufrir una lesión. O ser vital en la sorprendente recuperación cerebral tras sufrir un accidente cerebrovascular.
 
Nuestro cerebro presenta la maravillosa capacidad de generar redes neuronales cada vez que las necesitemos. De ahí que sólo tengamos que incrementar el dinamismo y la complejidad de nuestro mundo para poner en funcionamiento la máquina neuronal; un reto constante en nuestra vida pero que mantiene nuestro cerebro alerta.

Referencia bibliográfica:

Dumoulin Bridi y col. Rapid eye movement sleep promotes cortical plasticity in the developing brain. Science Advance (2015). DOI: 10.1126/sciadv.1500105.
 
 


Lunes, 14 de Septiembre 2015
Anabel Paramá
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