Usa solo la mitad de tu cerebro mientras duermes

«El silencio de la noche no nos pertenece. No es propiedad de nuestra existencia. El sueño nos abre un hotel fantasma. Por la mañana debemos barrer las sombras».

——Gaston Bachelard, filósofo francés, 1960

Las moscas, los pájaros, las ratas, los perros, los monos y las personas necesitan dormir. Es decir, parecen estar relativamente inmóviles durante todo el día y carecen de respuestas a estímulos externos como la luz, el sonido o el tacto. La sensibilidad reducida a los acontecimientos externos distingue el sueño del descanso tranquilo, mientras que la capacidad de despertarse distingue el sueño del coma. Sigue siendo un misterio por qué el sueño se ha convertido en una característica tan destacada de la vida diaria en todo el reino animal, aunque protege a quien duerme de posibles amenazas.

Aún así, se han logrado muchos avances durante el siglo pasado en la descripción de la fisiología y la función del cerebro dormido, impulsados ​​por la capacidad de registrar la actividad eléctrica del cerebro (mediante electroencefalografía, o EEG, desde la superficie del cráneo). (mediante electrooculograma o EOG) y músculos faciales u otros (mediante electromiografía o EMG). Para los científicos, fueron estos tres conjuntos de mediciones simultáneas los que definieron operativamente el estado de sueño, lo que condujo a conocimientos sorprendentes y contraintuitivos.

Incluso sin estas herramientas, todavía sabemos algunas cosas básicas sobre el sueño. Es esencial para que nuestro cerebro funcione correctamente. La mayoría de nosotros nos quedamos despiertos toda la noche o intentamos dormir pero no podemos, incapaces de apagar nuestros pensamientos. Nos volvemos irritables al día siguiente, tenemos dificultades para mantener los ojos abiertos y somos menos buenos para completar tareas que requieren atención sostenida. De hecho, la falta de sueño puede provocar muchos accidentes de tráfico, por lo que los países tienen leyes que estipulan períodos mínimos de descanso y horas máximas de trabajo para los camioneros.

De «Los sueños y el cerebro: de la fenomenología a la neurofisiología», Yuval Neal y Giulio Tononi, Trends in Cognitive Science, vol. 14. No. 2; febrero de 2010

Dormir es para el cerebro, no para el cuerpo. De lo contrario, ocho horas de atracones viendo nuestra serie de televisión favorita en la cama podrían reemplazar el sueño. Por eso necesitamos observar el cerebro dormido para comprender mejor por qué y cómo pasamos un tercio de nuestra vida dormido.

Estudiar con los ojos cerrados

Un hito en la ciencia del sueño se produjo en 1953, cuando Eugene Aserinsky y Nathaniel Kleitman de la Universidad de Chicago descubrieron una relación previamente desconocida entre dos formas diferentes de sueño: la diferencia inadvertida entre el sueño con movimientos oculares rápidos (REM) y el sueño con movimientos oculares no rápidos ( NREM) sueño.Cuando los sujetos estaban despiertos, antes de entrar en cualquiera de los estados, las ondas cerebrales registradas a través de electrodos EEG en el cráneo mostraban patrones típicos de actividad eléctrica (señales de baja amplitud y alta frecuencia), mientras que su EMG muestra un aumento de la tensión muscular. [see illustration above].

A medida que los individuos se quedan dormidos y entran en las etapas NREM, más ligeras y profundas (también conocidas como sueño profundo), sus ondas cerebrales se ralentizan gradualmente mientras aumentan en amplitud. Los movimientos oculares (un signo de vigilia) cesan y el tono muscular disminuye. A medida que avanza el sueño (medido por la dificultad para despertar a quien duerme), el EEG de una persona cambia. Durante la noche, la forma de sueño más reparadora, el EEG está dominado por ondas u oscilaciones de gran amplitud que aumentan y disminuyen lentamente. Los registros eléctricos de células nerviosas individuales en la neocorteza, justo debajo del cráneo, muestran que se producen ciclos periódicos cuando las células disparan una serie de impulsos eléctricos de todo o nada, llamados picos, tal como sucede cuando una persona está despierta. Las pulsaciones se alternan con ciclos apagados, cuando la neurona se vuelve silenciosa. Estos ciclos de encendido y apagado y las ondas lentas asociadas en el EEG, denominadas actividad de onda lenta (SWA), ocurren cuatro veces por segundo o una vez cada cuatro segundos (cubriendo un rango de frecuencia de 0,25 a 4 Hz).

El sueño no REM se ve interrumpido por períodos más cortos de sueño REM, durante los cuales el EEG tiene características distintas: las ondas lentas y grandes son reemplazadas por ondas rápidas e intermitentes, superficialmente similares al cerebro despierto. La misma activación paradójica se observó a nivel de neuronas neocorticales individuales, que aumentaban con la misma intensidad que durante el día. Se pierde el tono muscular y el cuerpo queda completamente paralizado, a excepción de los movimientos entrecortados, rápidos y simétricos de la musculatura respiratoria y de cada ojo, lo que da nombre a esta etapa del sueño.

NATALIA PRYANISHNIKOVA Alamy (delfín); de OLEG I. Lyamin et al., «El sueño de los cetáceos: una forma inusual de sueño de los mamíferos», Neuroscience and Biobehavioral Reviews, vol. 32. NO. 8; octubre de 2008 (actividad EEG)

La mayor parte de la noche se pasa en NREM, el sueño profundo más reparador y su SWA asociado, que constituye del 20 al 25 por ciento del sueño nocturno. La actividad de las ondas lentas está regulada homeostáticamente, es decir, cuanto más tiempo permanece una persona despierta, más profundas y frecuentes se producen las ondas lentas la noche siguiente. Por el contrario, temprano en la mañana, cuando se reduce la presión del sueño, la SWA también disminuye y el sueño se vuelve más ligero. Asimismo, las siestas pueden reducir las ondas lentas nocturnas.

Muchos dispositivos de consumo en el mercado ahora reproducen tonos suaves regulares a través de auriculares en la misma frecuencia que SWA para introducir ondas de sueño profundo, induciendo así un sueño profundo más reparador.

Un hemisferio está observando

Hasta hace poco, el sueño profundo en los humanos se consideraba una condición global: una persona está dormida o despierta, pero no ambas cosas al mismo tiempo. En otras palabras, sus cerebros estaban en sueño profundo (caracterizado por actividad de ondas lentas) o despiertos, pero no ambas cosas al mismo tiempo. Sin embargo, las aves y los mamíferos acuáticos (como los delfines y las ballenas) exhiben el notable fenómeno del sueño unihemisférico de ondas lentas: la mitad de su cerebro está despierta, incluso con los ojos abiertos, mientras que la otra mitad muestra señales eléctricas durante el sueño. Probablemente un mecanismo de protección que permite a los animales volar o nadar y usar un hemisferio para monitorear las amenazas en el medio ambiente mientras el otro hemisferio descansa un poco.

Ahora resulta que incluso para los humanos, hay más cosas que dormir que lo que ven con los ojos (cerrados). Los viajeros frecuentes estarán familiarizados con el efecto de la primera noche, según el cual la primera noche en un lugar desconocido, ya sea un hotel, el apartamento de un amigo o una tienda de campaña, es menos relajante que las noches siguientes. Nos resulta más difícil tranquilizarnos y despertarnos aturdidos.Un equipo de investigadores dirigido por Yuka Sasaki y Takeo Watanabe de la Universidad de Brown se propusieron estudiar este fenómeno. [see “Why We Toss and Turn in an Unfamiliar Bed.”]

Once voluntarios sanos durmieron durante dos noches dentro de un escáner de neuroimagen avanzado que registra los campos magnéticos débiles pero cambiantes del cerebro. Centrándose en la actividad de ondas lentas, los científicos midieron la fuerza de cuatro redes en el hemisferio cortical izquierdo y cuatro redes en el hemisferio cortical derecho. Curiosamente, descubrieron que la red cortical izquierda en modo predeterminado (un conjunto de regiones que interactúan asociadas con la distracción mental y la ensoñación) tenía menos SWA que la red cortical derecha en modo predeterminado la primera noche. En la segunda noche que durmieron en el escáner, este desequilibrio no ocurrió. Además, cuanto más asimétrico era el patrón SWA en la primera noche, más tardaban los sujetos en conciliar el sueño. Básicamente, parte del hemisferio izquierdo no duerme tan profundamente como el hemisferio derecho la primera noche.

Para comprobar hasta qué punto el hemisferio izquierdo estaba más alerta en un entorno desconocido, el equipo presentó sonidos a través de auriculares a 13 sujetos (que, a diferencia de los 11 voluntarios originales, ahora estaban acostumbrados al entorno de sueño). La mayoría de los tonos son iguales, pero en casos raros se emite un sonido diferente: bip, bip, bip, bip, bip, bip. Los tonos extraños captan la atención de la gente y desencadenan una reacción eléctrica característica. Cuando se tocaba un tono desviado en el oído izquierdo, su emisión se transmitía principalmente al hemisferio cortical derecho, que mostraba una respuesta de vigilancia característica.

La primera noche, el hemisferio izquierdo mostró una respuesta de vigilancia más pronunciada a estos tonos anormales que el hemisferio derecho. Las respuestas de vigilancia mejoradas también hacen que el hemisferio izquierdo se active con más frecuencia que el hemisferio derecho (según lo definen los estándares de EEG).

Fuente: «La vigilancia nocturna de los hemisferios cerebrales durante el sueño se asocia con el efecto de la primera noche en humanos», por MASAKO TAMAKI et al., Current Biology, vol. 26. No. 9; 9 de mayo de 2022

Durante la segunda prueba en el escáner, tanto el hemisferio izquierdo como el derecho respondieron débilmente a los sonidos extraños, y de la misma manera que habían reaccionado a los pitidos estereotipados en ambas noches. Si la red cerebral del hemisferio cortical izquierdo actúa como vigilante nocturno de los durmientes, entonces los eventos irregulares registrados sólo por el cerebro izquierdo (a través del oído derecho) deberían provocar respuestas más rápidas que los sonidos extraños transmitidos al cerebro derecho (a través del oído derecho). ). La idea se probó en un tercer grupo de 11 voluntarios: tenían que golpear con los dedos cada vez que escuchaban un sonido mientras dormían en el escáner. (Lo sé, esta no parece la forma más relajante de dormir; tampoco permiten la cafeína ni el alcohol, ni las siestas durante el día). Es más probable que los sonidos que llegan al oído se proyecten al hemisferio izquierdo en el Primero, por la noche, la excitación es provocada por sonidos en el oído contralateral y en el hemisferio cerebral. Esta asimetría izquierda-derecha desapareció durante el sueño de la noche siguiente. Además, el hemisferio izquierdo tarda menos en despertarse en respuesta a sonidos anormales que el hemisferio derecho.

En definitiva, cuando se duerme en un lugar desconocido, el hemisferio cortical izquierdo está más alerta y reacciona con más fuerza y ​​rapidez que el hemisferio derecho. Desde una perspectiva evolutiva, esta respuesta tiene mucho sentido. Es importante destacar que los centinelas (aquí la red cortical izquierda en modo predeterminado) monitorean eventos amenazantes en entornos desconocidos mientras dormimos. Resulta que el patrón de sueño de un solo hemisferio del cerebro humano es menos sorprendente que el de las aves y algunos mamíferos. Para los humanos, la familiaridad con un lugar les lleva a dormir hasta altas horas de la noche.

Si consideramos que las personas con las que dormimos habitualmente (ya sean cónyuges, parejas o hijos) son el componente social más importante de nuestro entorno, entonces sospecho que en nuestras primeras noches durmiendo solo, el hemisferio izquierdo también podría estar más alerta. Nuestro dormitorio familiar. Sabe que algo anda mal, por eso dormimos más inquietos.

En mi próxima columna, hablaré de otro descubrimiento reciente: cómo el sueño profundo invade nuestro cerebro cuando estamos despiertos.