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Enciclopedia Universo

Los científicos descubren por qué necesitamos dormir: "Se está haciendo un trabajo importante"

Human Brain Concept

Concepto de cerebro humano

Un equipo de científicos liderado por UCLA informa sobre por qué el sueño es vital para nuestra salud y cómo se cura el cerebro durante el sueño.

En las primeras etapas de la vida, el sueño ayuda a construir la infraestructura del cerebro, pero luego asume un papel de ordenación completamente nuevo.

La privación prolongada del sueño puede provocar 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 UCLA ha respondido a esta pregunta y ha demostrado por primera vez que se produce un cambio drástico 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 despiertes 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 UCLA que ha realizado investigaciones sobre el sueño durante más de 30 años.

Sin embargo, después de dos años y medio, 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. Avances científicos. Esta transición, dicen los investigadores, corresponde a cambios en el desarrollo del cerebro.

Todos los animales experimentan naturalmente una cierta cantidad de daño neurológico durante las horas de vigilia, y los desechos resultantes, incluidos genes y proteínas dañados dentro de las neuronas, pueden acumularse y causar enfermedades cerebrales. El sueño ayuda a reparar este daño y a limpiar los escombros, esencialmente ordenando el cerebro y sacando la basura que puede provocar una enfermedad grave.

Casi toda esta reparación del cerebro ocurre durante el sueño, según el autor principal Van Savage, profesor de ecología y biología evolutiva de 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 que es análoga a cuando el agua se congela y se convierte en hielo".

El equipo de investigación, que incluyó a 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 en humanos y otros mamíferos. Examinaron datos sobre el sueño durante todo el desarrollo, incluido el tiempo total de sueño, el tiempo de sueño REM, el tamaño del cerebro y el tamaño del cuerpo, y construyeron y probaron un modelo matemático para explicar cómo cambia el sueño con el tamaño del cerebro y del 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 transcurrida en el sueño REM antes y después de ese punto fue aproximadamente la misma, ya sea que los investigadores hayan estudiado conejos, ratas, cerdos o humanos.

El sueño REM disminuye con el crecimiento del tamaño del cerebro durante el desarrollo, encontraron los científicos. Mientras que los recién nacidos pasan aproximadamente el 50% de su tiempo de sueño en el sueño REM, eso se reduce 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 dormidos en REM. La caída significativa en el sueño REM en aproximadamente 2 años y medio ocurre justo cuando ocurre el cambio principal en la función del sueño, dijo Poe.

"El sueño es tan importante como la comida", dijo Poe. “Y es milagroso lo bien que el sueño se adapta a las necesidades de nuestro sistema nervioso. Desde medusas hasta pájaros y ballenas, todos duermen. Mientras dormimos, nuestro cerebro no descansa ".

La falta crónica de sueño probablemente contribuya a problemas de salud a largo plazo como la demencia y otros trastornos cognitivos, la diabetes y la obesidad, por nombrar algunos, dijo Poe. Cuando empieces a sentirte cansado, dijo, no luches contra eso, vete a la cama.

"Luché contra el sueño y pasé toda la noche cuando estaba en la universidad, y ahora creo que fue un error", dijo Savage. “Me hubiera ido mejor con una buena noche de sueño. Ahora, cuando me siento cansado, no me siento culpable por dormir ".

Para la mayoría de los adultos, es normal dormir siete horas y media por noche, y el tiempo que permanecen despiertos 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 está en marcado contraste con la cantidad de sueño REM observado en mamíferos adultos en una enorme variedad de tamaños de cerebro y tamaños corporales. Los humanos adultos tienen cinco ciclos REM durante una noche completa de sueño y pueden tener algunos sueños en cada ciclo.

Dormir bien por la noche es una excelente medicina, dice Poe. Y es gratis.

Referencia: "Desentrañar por qué dormimos: el análisis cuantitativo revela una transición abrupta de la reorganización neuronal a la reparación en el desarrollo temprano" por Junyu Cao, Alexander B. Herman, Geoffrey B. West, Gina Poe y Van M. Savage, 18 de septiembre de 2020, Avances científicos.DOI: 10.1126 / sciadv.aba0398BioRxiv

Los coautores del estudio son Junyu Cao, quien realizó una investigación 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 Profesor Distinguido Shannan en el Instituto Santa Fe.

Las fuentes de financiación incluyeron la National Science Foundation y el Eugene and Clare Thaw Charitable Trust.