¿Por qué los mamíferos necesitan sueño REM?

lobos marinos

En una tarde de diciembre de 1951, Eugene Aserinsky, fisiólogo de la Universidad de Chicago, colocó electrodos en el cuero cabelludo de su hijo Armond, de 8 años, antes de acostarlo. Luego, el científico se retiró a otra habitación para observar cómo una hilera de lápices temblaba sobre una hoja de papel , registrando la actividad eléctrica en los músculos faciales del niño.

Horas más tarde, las plumas comenzaron a balancearse violentamente. A juzgar por la tabla, parecía como si Armond estuviera despierto, con la mirada recorriendo la habitación. Pero cuando Aserinsky lo miró, su hijo estaba profundamente dormido.

Aserinsky había descubierto el sueño REM.

Eventualmente, él y otros investigadores aprendieron que durante este estado, el cerebro pasa de ondas eléctricas de baja frecuencia a ondas de alta frecuencia, como las producidas en las horas de vigilia. Cuando Aserinsky despertó a sus sujetos del sueño REM, a menudo informaron sueños vívidos.

Casi todos los mamíferos experimentan sueño REM, pero incluso hoy en día los investigadores debaten por qué existe. El jueves, un equipo de investigadores estadounidenses y rusos informó que los lobos finos pueden proporcionar una pista importante.

Mientras nadan, las focas peleteras apagan por completo el sueño REM. Vuelve cuando vuelven a la tierra, un patrón nunca antes visto.

Jerome M. Siegel, un experto en sueño de la Universidad de California, Los Ángeles, y coautor del nuevo estudio publicado el jueves en Current Biology, dijo que los sellos proporcionan evidencia de que nuestros cerebros cambian al sueño REM de vez en cuando para generar calor en nuestros cráneos .
“El sueño REM es como un escalofrío para el cerebro”, dijo.

Muchos científicos han argumentado que nuestros cerebros requieren sueño REM cada noche para funcionar correctamente. Una pista proviene de experimentos en los que los investigadores privan a las ratas de sueño REM durante unos días.

Tan pronto como las ratas pueden dormir normalmente otra vez, experimentan un “rebote”, pasando más tiempo cada noche en REM, como si necesitaran ponerse al día.

Algunos estudios han sugerido que el cerebro necesita sueño REM para mantener su metabolismo en equilibrio. Las ratas privadas de REM comerán más y, sin embargo, también perderán peso.

Esta interrupción puede ser letal. “Si privas a las ratas de sueño REM, morirán en dos semanas”, dijo el Dr. Siegel.

Pero otros hallazgos han planteado dudas sobre la importancia de la REM. Ciertos tipos de medicamentos antidepresivos reducen el sueño REM en los usuarios, por ejemplo, sin evidencia de daño.

REM ni siquiera es esencial para soñar. Los investigadores han descubierto que las personas también sueñan durante los períodos del llamado sueño de onda lenta.

Algunas de las pruebas más desconcertantes sobre el sueño REM provienen del mar.

En la década de 1970, un biólogo ruso llamado Lev M. Mukhametov colocó electrodos en las cabezas de los delfines. Descubrió que pueden poner un lado del cerebro para dormir mientras nadan mientras que el otro lado permanece alerta. Luego pueden cambiar, poniendo el otro hemisferio a dormir.

Pero a pesar de lo duro que parecían el Dr. Mukhametov y sus colegas, nunca encontraron un delfín en el sueño REM.

En la década de 1990, el Dr. Siegel y el Dr. Mukhametov comenzaron a colaborar en estudios de parientes de delfines y encontraron el patrón de sueño que cambia el hemisferio en otras especies, como las ballenas grises.

Más recientemente, los científicos se preguntaron qué podrían encontrar si observaran una especie entre los dos extremos del espectro: un mamífero que regularmente dormía tanto en el mar como en tierra.

Los investigadores decidieron estudiar cuatro focas peleteras. Los animales pasan semanas o meses nadando en el océano, pero llegan a tierra para aparearse y criar a sus crías.

Oleg I. Lyamin, un neurocientífico que divide su tiempo entre UCLA y el Instituto Severtsov de Ecología y Evolución en Moscú, implantó electrodos en los sellos y ató grabadores de datos a sus espaldas.

Los lobos marinos vivían en una piscina donde podían nadar o subir a una plataforma seca. Después de dos días de grabaciones, los investigadores se llevaron la plataforma.

Hasta dos semanas, las focas solo podían nadar en la piscina. Luego, los investigadores volvieron a colocar la plataforma, permitiendo que los lobos marinos se adormezcan nuevamente.

En la plataforma, los investigadores encontraron que los lobos marinos dormían mucho como los mamíferos terrestres. Sus cerebros enteros cayeron en un sueño de onda lenta, interrumpido de vez en cuando por períodos de REM

Pero cuando las focas tenían que dormir en el agua, los patrones cerebrales se asemejaban a los de los delfines. Solo un hemisferio de su cerebro dormía a la vez. Además, los lobos marinos casi no tenían sueño REM.

“El sueño REM casi se va a cero y se queda allí mientras estén en el agua”, dijo el Dr. Siegel.

Cuando los sellos volvieron a la plataforma, regresó el sueño REM ordinario. Su largo período de sueño sin REM no les causó ningún daño aparente, y no experimentaron ningún rebote de sueño REM.

Los resultados socavan la idea de que el sueño REM es esencial para los mamíferos, como la comida y el agua, dijo el Dr. Siegel. De hecho, los estudios anteriores sobre la privación de REM podrían no haber sido tan convincentes como parecían.

En esos estudios anteriores, los investigadores evitaron que los animales entren en sueño REM despertándolos. “En algunos experimentos, despiertan a los animales mil veces al día”, dijo el Dr. Siegel.

Lobos marinos en varios estados de reposo en las islas Pribilof en Alaska. Cuando duermen en el agua, sus patrones cerebrales se parecen a los de los delfines, pero cuando duermen en tierra, el sueño REM vuelve. Crédito Enrique R. Aguirre Aves, a través de Getty Images
El estrés de ser despertado una y otra vez podría haber hecho daño a los animales, en lugar de solo la falta de sueño REM en particular.

Se puede encontrar una pista más reveladora sobre el sueño REM en el comportamiento humano, opina el Dr. Siegel. Cuando las personas se despiertan por sí mismas, tienden a salir del sueño REM y a estar alerta. Aquellos que se despiertan del sueño de onda lenta están aturdidos y desorientados.

El Dr. Siegel y sus colegas proponen que el cerebro se enfríe durante el sueño de onda lenta. Sin embargo, para evitar que el cerebro se enfríe demasiado, el cerebro periódicamente desata un torrente de actividad. La sangre rica en oxígeno fluye al cerebro para alimentar la actividad, calentando el cerebro en el proceso.

“Mantiene la temperatura del cerebro dentro de un límite funcional mediante el ciclo de encendido y apagado de la misma manera que el calentador en su casa podría hacer por la noche”, dijo el Dr. Siegel.

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Esta explicación también podría explicar por qué los delfines no experimentan sueño REM, y por qué los sellos no lo hacen a medida que nadan.

Estos mamíferos marinos han desarrollado un estilo de dormir medio cerebro, tal vez como una forma de mantenerse lo suficientemente alerta como para evitar depredadores y ahogarse.

Debido a que una parte del cerebro siempre está activa, siempre está caliente. Como resultado, nunca desencadena el sueño REM. Solo cuando los lobos marinos regresan a la tierra y cambian a dormir con sus cerebros completos, los órganos se enfrían lo suficiente como para prender el interruptor.

Niels C. Rattenborg, un experto en sueño del Instituto Max Planck de Ornitología en Seewiesen, Alemania, dijo que el nuevo estudio es “otra evidencia convincente que cuestiona la importancia del sueño REM”.

Encontró intrigante la teoría del estremecimiento cerebral del Dr. Siegel. Pero él quería verlo puesto a prueba.

Los neurocientíficos han identificado un grupo de neuronas en el tallo cerebral como el interruptor que enciende el sueño REM. La teoría del Dr. Siegel predice que en las focas peleteras el tronco encefálico permanece tibio en el mar pero se enfría en la tierra.

“Hasta que tengamos esa prueba, es una idea interesante, pero aún no se ha demostrado”, dijo el Dr. Rattenborg.