El sueño profundo limpia tu cerebro
Por qué el sueño tiene efectos restauradores o destructivos sobre la cognición y la salud del cerebro ha sido un misterio perdurable en biología. Los investigadores creen que el líquido cefalorraquídeo (LCR) ‘limpia’ el cerebro al eliminar los desechos tóxicos del cuerpo, y los estudios han demostrado que la eliminación de desechos mejora mucho durante el sueño. Sin embargo, no están seguros de cómo funciona todo esto o por qué debería mejorar tanto durante el sueño.
Un aspecto bien conocido del sueño es cómo las oscilaciones eléctricas lentas (u «ondas lentas») que caracterizan el sueño profundo no REM contribuyen a la consolidación de la memoria, el proceso por el cual los nuevos recuerdos se transfieren al almacenamiento a largo plazo. Un nuevo estudio realizado por un equipo dirigido por la neurocientífica de la Universidad de Boston, Laura Lewis, ahora proporciona información sobre lo que impulsa el flujo de líquido cefalorraquídeo a través del cerebro, y muestra que las mismas ondas lentas que coordinan la consolidación de la memoria impulsan las oscilaciones del flujo sanguíneo y el líquido cefalorraquídeo en el cerebro.
Este trabajo tiene implicaciones importantes para comprender la relación entre los trastornos del sueño y las enfermedades psiquiátricas y neurodegenerativas, e incluso puede apuntar a nuevos enfoques para el diagnóstico y el tratamiento. «Encontramos que ondas muy grandes de líquido cefalorraquídeo aparecen en el cerebro solo durante el sueño», dijo Lewis. «El efecto es realmente sorprendente y también estamos interesados en lo que significa para mantener la salud del cerebro, especialmente en enfermedades como la enfermedad de Alzheimer».
El estudio fue publicado el 31 de octubre en Ciencias, el equipo se propuso estudiar la dinámica del flujo de líquido cefalorraquídeo durante el sueño y cómo esto podría estar relacionado con los cambios en el flujo sanguíneo cerebral y la actividad eléctrica. «Sabemos que el sueño es muy importante para la salud del cerebro, y la eliminación de desechos puede ser una razón clave para eso; lo que está menos claro es: ¿por qué cambia esto durante el sueño?», dijo Lewis. «Esto nos llevó a preguntarnos qué estaba pasando en el CSF».
Los investigadores usaron electroencefalografía (EEG) para monitorear las ondas cerebrales de 13 adultos sanos que dormían, mientras que también usaron tecnología de IRMf «acelerada» de vanguardia para capturar cambios más rápidos que los que puede manejar la IRMf estándar. Esto permite la medición de los cambios en el oxígeno de la sangre (que indica el flujo de sangre a áreas hipóxicas eléctricamente activas) y el flujo de líquido cefalorraquídeo.Esto último solo es posible porque este enfoque es defectuoso, lo que significa que ningún El líquido recién llegado (no solo sangre oxigenada) se ilumina en la imagen. «Nos dimos cuenta de que podíamos usar esto para medir el flujo de líquido cefalorraquídeo al mismo tiempo que el oxígeno en la sangre», dijo Lewis. «Esto es fundamental porque resulta que si no medimos la sangre, el líquido cefalorraquídeo y la actividad eléctrica al mismo tiempo, estas cosas se acoplan entre sí de una manera que nunca veríamos».
El equipo descubrió que las ondas lentas que se observan en el sueño no REM ocurren junto con cambios en el flujo sanguíneo y Fluido cerebroespinal. El hecho de que las cosas sucedan juntas no significa necesariamente que una lleve a la otra, pero el equipo también construyó un modelo de computadora que combina lo que sabemos sobre la física que conecta estos procesos, que predice que las ondas lentas pueden causar estos problemas en la sangre y Líquido cefalorraquídeo Efectos Lo que parece estar sucediendo es que a medida que la actividad cerebral altera el flujo sanguíneo, esto reduce la cantidad de sangre en el cerebro, y dado que el cerebro es un vaso sanguíneo cerrado, el líquido cefalorraquídeo fluye para llenar el espacio. «Es muy convincente», dijo Maiken Nedergaard, neurocientífico de la Universidad de Rochester, que no participó en el estudio. «También tiene sentido: la actividad eléctrica provoca cambios en el flujo sanguíneo, que a su vez provoca cambios en el líquido cefalorraquídeo».
El equipo midió la entrada de líquido cefalorraquídeo en el cuarto ventrículo, una de las cuatro cavidades llenas de líquido involucradas en la producción de líquido cefalorraquídeo (al filtrar el plasma) y que circulan por el cerebro.Dado que el líquido cefalorraquídeo normalmente fluye salir El cuarto ventrículo, que indica un flujo «pulsátil» como una onda. Esto empuja el líquido cefalorraquídeo alrededor de los ventrículos hacia el espacio entre el cerebro y las membranas que rodean la médula espinal, llamadas meninges, donde se mezcla con el «líquido intersticial» dentro del cerebro para eliminar los desechos tóxicos.
Dado que las ondas lentas son importantes para la consolidación de la memoria, esto vincula dos funciones distintas del sueño. «Lo emocionante es que combina características de la función cerebral que a menudo se cree que no están relacionadas», dijo Nedergaard.no es obvio Tener Para hacerlo, dijo Lewis, pero puede representar un ejemplo de eficiencia natural. «Es una cuestión natural de no dividir las tareas entre los niveles superiores e inferiores, como administrar una empresa, dejar que el jefe tome decisiones y limpiar a la gente», dijo Nedergaard. «En biología, todos contribuyen porque tiene más sentido».
Los hallazgos tienen implicaciones para las enfermedades neurodegenerativas, que se cree que son causadas por la acumulación de proteínas tóxicas en el cerebro, como la beta amiloide en la enfermedad de Alzheimer. Investigaciones anteriores han demostrado que el beta-amiloide se elimina de manera más eficiente durante el sueño, que a menudo se interrumpe en los pacientes. Los trastornos del sueño de ondas lentas también acompañan con frecuencia al envejecimiento, lo que puede estar asociado con el deterioro cognitivo. «Sabemos que las personas con Alzheimer tienen menos ondas lentas, por lo que podríamos encontrar que también tienen menos ondas de líquido cefalorraquídeo», dijo Lewis. “Ahora debemos realizar estos estudios en adultos mayores y poblaciones de pacientes para comprender lo que esto podría significar para estos trastornos.” Los trastornos del sueño también son una característica de muchos trastornos psiquiátricos, desde la depresión hasta la esquizofrenia. «Diferentes trastornos psiquiátricos interrumpen diferentes señales eléctricas del sueño», dijo. “Por lo tanto, sería muy interesante hacer un seguimiento en muchas enfermedades”.
A continuación, el equipo espera manipular experimentalmente la actividad cerebral para determinar si las oscilaciones eléctricas realmente provocan los cambios que observaron en el flujo del líquido cefalorraquídeo. «Sería genial encontrar a los colaboradores adecuados y hacerlo en ratones donde manipulamos la actividad neuronal y luego observamos las consecuencias posteriores”, dijo Lewis. «También estamos pensando en formas de manipular de forma segura y no invasiva las oscilaciones neuronales en humanos. «Eventualmente, puede ser posible usar la estimulación electromagnética para afectar las ondas cerebrales, y así tratar los trastornos cerebrales. Los investigadores han visto resultados alentadores de este enfoque en ratones, y los hallazgos pueden ayudar a explicar por qué. Otra aplicación potencial podría provenir de evaluar si los cambios en el flujo de líquido cefalorraquídeo podrían servir como marcador de diagnóstico para algunas de estas condiciones. «Nos brinda mucha biología nueva e interesante para explorar y comprender, porque lo que hace el cerebro durante el sueño parece estar interconectado de maneras sorprendentes», dijo Lewis. «Quizás el mensaje más importante para llevar a casa es que el sueño es un asunto serio», dijo Nedergaard. «Realmente necesitas dormir para mantener tu cerebro saludable porque vincula la actividad eléctrica con las funciones domésticas reales».
