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El sueño encoge el cerebro, y eso es bueno

Ah, dormir, tal vez… ¿reducir tus conexiones neuronales? Esa es la conclusión de un nuevo estudio que examinó cambios sutiles en el cerebro durante el sueño.

El sueño proporciona un momento en que las sinapsis del cerebro (las conexiones entre las neuronas) se reducen en casi un 20 por ciento, encontraron los investigadores. Durante este tiempo, dicen los investigadores, las sinapsis descansan y se preparan para el día siguiente, cuando se fortalecen a medida que reciben información nueva, es decir, aprenden cosas nuevas.

Sin este reinicio, llamado «homeostasis sináptica», las sinapsis pueden sobrecargarse y quemarse, como demasiados electrodomésticos enchufados a un tomacorriente, dijeron los científicos.

«El sueño es el mejor momento para que ocurra la renormalización sináptica… porque cuando estamos despiertos, somos ‘esclavos’ del aquí y el ahora, siempre participando en algún estímulo y aprendiendo algo», dijo la coautora del estudio, Chiara Cirelli, Dra. dicho. Centro para el Sueño y la Conciencia, Universidad de Wisconsin-Madison. [10 Things You Didn’t Know About the Brain]

«Durante el sueño, prestamos mucha menos atención al mundo exterior… el cerebro puede tomar muestras [or assess] todas nuestras sinapsis y volver a normalizarlas de manera inteligente», dijo Cirelli a WordsSideKick.com.

La hipótesis de la homeostasis sináptica (SHY) fue propuesta en 2003 por Cirelli y su colega, el Dr. Giulio Tononi, también de la UW-Madison.

Ahora, Cirelli y Tononi tienen evidencia visual directa de SHY después de observar cómo las sinapsis se encogen mientras los ratones duermen, un experimento complejo que abarcó cuatro años. Los investigadores describen sus hallazgos hoy (2 de febrero) en la revista Science.

Dormir es el precio que la gente paga por cerebros que pueden aprender constantemente cosas nuevas, dicen los investigadores.

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Russell Foster, director del Instituto de Neurociencia Circadiana y del Sueño de la Universidad de Oxford, Reino Unido, que no participó en el estudio, lo calificó como «un trabajo muy bueno y claro». Los hallazgos respaldan la idea de que el sueño es esencial para la consolidación de la memoria y el aprendizaje, dijo Foster.

Durante milenios, los humanos han explorado la naturaleza y el propósito del sueño. Aristóteles consideraba que el sueño era reparador, un tiempo para reemplazar o reconstruir todo lo que se quemó en todo el cuerpo durante el día. La ciencia moderna respalda esta noción, con investigadores que identifican un conjunto de genes asociados con la recuperación y las vías metabólicas que solo se activan durante el sueño.

Cirelli y Tononi se centraron en los efectos del sueño en el cerebro. En un artículo publicado en 2003, postularon un papel del sueño en el crecimiento de las sinapsis, las vías a través de las cuales se transmite la información entre las neuronas. Las sinapsis continúan fortaleciéndose o expandiéndose durante el día para acomodar el flujo de tráfico en el cerebro a medida que absorbe nuevas experiencias. Pero este refuerzo no puede continuar indefinidamente, o las sinapsis se saturarían; piense en «sobrecarga de información».

Los investigadores propusieron en su artículo anterior que las sinapsis se podan durante el sueño. Esta poda no necesariamente hace que el cuerpo necesite dormir, sino que el cuerpo se aprovecha del flujo cerebral reducido mientras la persona duerme. [7 Mind-Bending Facts About Dreams]

Para encontrar evidencia de esto, los investigadores utilizaron un nuevo tipo de microscopio electrónico que puede discernir pequeños cambios en la contracción y posterior expansión de estas sinapsis microscópicas a nivel nanométrico en el cerebro del ratón. Descubrieron que unas pocas horas de sueño reducían el tamaño de las sinapsis en un promedio del 18 %.

Un hallazgo intrigante fue que esta poda ocurre en alrededor del 80 por ciento de las sinapsis, pero las sinapsis más grandes se salvaron, dijo Cirelli. Los investigadores especulan que estas sinapsis más grandes pueden estar asociadas con los recuerdos más estables e importantes, conexiones que el cerebro no quiere perder. Sin embargo, la forma en que el cerebro decide qué conexiones sinápticas podar es otro misterio por explorar, dijo Cirelli.

«La poda por la noche es fundamental para que el cerebro no se vea abrumado por la avalancha de información codificada por las sinapsis temporales durante el día. La poda garantiza que solo se retenga la información más importante».

Foster dice que puede imaginar experimentos de seguimiento basados ​​en el trabajo de Cirelli-Tononi que utilizarían modelos de ratones para explorar los vínculos entre los ritmos circadianos (el «reloj interno» del cuerpo), el sueño, la poda sináptica y las enfermedades psiquiátricas. Algunas características clave de estos trastornos parecen ser circuitos neuronales interrumpidos, sueño interrumpido y cognición y memoria deterioradas, dijo Foster, coautor de un libro próximo a publicarse, Circadian Rhythms: A Very Brief Introduction, (Oxford University Press Society, 2022).

Foster agregó que restablecer las sinapsis puede ser una característica central del sueño, especialmente para los humanos, que tienen capacidades cognitivas más altas en comparación con otros animales. Sin embargo, dijo, la poda puede ser solo una de las muchas funciones esenciales que ocurren durante la fase de sueño, durante la cual el cuerpo utiliza la inactividad física para realizar una serie de actividades esenciales de limpieza.

Entonces Aristóteles no está demasiado lejos.

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