¿POR QUÉ DORMIMOS? LOS CIENTÍFICOS DICEN QUE PARA OLVIDAR.
A lo largo de los años, los científicos han traído muchas ideas sobre porqué dormimos.
Algunos han argumentado que es una manera de ahorrar energía. Otros han sugerido que el sueño da la oportunidad de limpiar los deshechos celulares del cerebro. Otros incluso han propuesto que el sueño sencillamente obliga a los animales a tumbarse inmóviles, pudiendo así esconderse de los depredadores.
Un par de periódicos que publicaron en la revista “Science”, ofrecen la evidencia de que dormimos para olvidar algunas de las cosas que aprendemos cada día.
Para aprender, tenemos que crear conexiones o sinapsis entre las neuronas de nuestro cerebro. Estas conexiones hacen que las neuronas puedan enviarse señales de una manera rápida y eficiente. En estas redes neuronales es donde guardamos los recuerdos.
En 2003, Giulio Tononi y Chiara Cirelli, biólogos de la Universidad de Wisconsin-Madison, propusieron que las sinapsis crecen tan exuberantemente durante el día que nuestros circuitos cerebrales se “llenan de ruido”. Los científicos argumentan que cuando dormimos, nuestro cerebro reduce las conexiones para elevar la señal por encima del ruido.
Desde entonces, el Dr. Tononi y la Dra. Cirelli, junto a otros investigadores, han descubierto una gran evidencia indirecta para apoyar la llamada “Hipótesis de la Homeóstasis Sináptica”.
Sucede que, por ejemplo, las neuronas pueden podar sus propias sinapsis (al menos en una placa de Petri). En experimentos de laboratorio de grupos de neuronas, los científicos pueden suministrarles una droga que hace que puedan hacer crecer sinapsis extra. Después, las neuronas reducen parte del aumento producido.
Otra evidencia proviene de las ondas eléctricas liberadas por el cerebro. Durante el sueño profundo, las ondas se ralentizan. El Dr. Tononi y la Dra. Cirelli argumentan que la reducción de las sinapsis produce este cambio.
Hace cuatro años, el Dr. Tononi y la Dra. Cirelli tuvieron una oportunidad para probar su teoría mirando a las sinapsis por sí mismos. Adquirieron una especie de cortador “delicatessen” para tejido cerebral, el cual fue utilizado para cortar láminas ultra finas del cerebro de un ratón.
Luisa de Vivo, una científico auxiliar trabajando en su laboratorio, condujo un cuidadoso estudio del tejido cerebral obtenido de ratones, algunos despiertos y otros dormidos. Sus compañeros y ella determinaron el tamaño y la forma de 6,920 sinapsis en total.
Encontraron que las sinapsis en los cerebros de los ratones dormidos eran un 18% más pequeñas que en los ratones despiertos. “Es sorprendente que haya un cambio tan grande en general” – Dijo el Dr. Tononi.
El segundo estudio fue conducido por Graham F. Diering, un investigador postdoctorado de la Universidad de John Hopkins. El Dr. Diering y sus compañeros se prepararon para explorar la Hipótesis de la Homeóstasis Sináptica estudiando las proteínas en cerebros de ratón. “Realmente estoy llegando a sacar algo en claro en este lugar de tuercas y pernos” – Dijo el Dr. Diering.
En un experimento, el Dr. Diering y sus compañeros crearon una minúscula ventana por la cual pudieran mirar dentro del cerebro del ratón. Después, sus compañeros y él añadieron un químico que iluminaba la superficie proteínica en las sinapsis cerebrales.
Mirando a través de la ventana, descubrieron que el número de superficies proteínicas decaía durante el sueño. Ese declive es lo que uno se esperaría si las sinapsis estuvieran reduciéndose.
Entonces, el Dr. Diering y sus compañeros buscaron un desencadenante molecular que pudiese explicar este cambio. Descubrieron que cientos de proteínas crecían o decrecían dentro de las sinapsis durante la noche. Sin embargo, una proteína en particular, llamada Homer1A, destacó entre las demás.
En experimentos anteriores sobre neuronas en placas de Petri, Homer1A demostró ser importante a la hora de reducir las sinapsis. El Dr. Diering se preguntó si sería importante también en el sueño.
Para poder descubrirlo, él y sus compañeros estudiaron ratones genéticamente modificados para que no pudieran producir proteínas Homer1A. Estos ratones dormían como lo hacían los ratones normales, pero a diferencia de estos, sus sinapsis no cambiaban sus proteínas.
El estudio de investigación del Dr. Diering sugiere que la somnolencia provoca que las neuronas fabriquen Homer1A y estas la envían a sus sinapsis. Cuando el sueño llega, Homer1A enciende la máquina de podar.
Para ver cómo esta máquina de podar afecta al aprendizaje, los científicos dieron un test de memoria a ratones corrientes. Pusieron a los animales en una habitación donde recibían una suave descarga eléctrica si cruzaban una sección del suelo.
Esa misma noche, los científicos inyectaron un químico dentro del cerebro de algunos de los ratones. El químico había demostrado bloquear la poda de las sinapsis de las neuronas en placas de Petri.
Al día siguiente, los científicos pusieron a todos los ratones de vuelta en la cámara en la que habían estado antes. Los dos grupos de ratones pasaron gran parte del tiempo “congelados”, asustadizos recordando el shock.
Pero cuando los investigadores pusieron a los ratones en una cámara diferente, observaron una gran diferencia. Los ratones normales husmearon cuidadosamente sus alrededores. Por otra parte, los ratones a los que se les había impedido cortar sus sinapsis durante el sueño, se quedaron congelados de nuevo.
El Dr. Diering piensa que los ratones inyectados no pudieron asociar su memoria con la cámara en particular donde se les administró el shock. Sin la poda durante la noche, su memoria acabó siendo confusa.
En su propio experimento, el Dr. Tononi y sus compañeros descubrieron que la poda no afectaba a todas y cada una de las neuronas. Un quinto de las sinapsis quedó sin cambio alguno.
Es posible que esas sinapsis codifiquen memorias fuertemente establecidas que no deberían ser manipuladas.
“Uno puede olvidar de una forma inteligente,” – dijo el Dr. Tononi.
Otros investigadores advirtieron de que los nuevos descubrimientos no son una prueba definitiva de la Hipótesis de la Homeóstasis Sináptica.
Marcos G. Frank, un investigador del sueño de la Universidad Estatal de Washington en Spokane, dijo que sería difícil afirmar si los cambios en el cerebro durante la noche fueron causados por el sueño o por el reloj biológico. “Es un problema generalizado en este campo,” – dijo.
Markus H. Schmidt, del Instituto de la Medicina del Sueño de Ohio, se preguntaba si el hecho de que el cerebro pode sinapsis durante el sueño fuera la explicación principal de porqué existe el sueño.
“El trabajo es excelente,” dijo sobre los estudios, “pero la pregunta es… ¿es ésta una función del sueño o es su principal función?”
Muchos órganos, no sólo el cerebro, parecen funcionar diferentemente durante el sueño, apuntó el Dr. Schmdt. El intestino parece fabricar nuevas células, por ejemplo.
El Dr. Tononi dijo que los nuevos descubrimientos deberían despertar interés sobre lo que las actuales drogas para dormir hacen en el cerebro. A la vez que pueden ser buenas para hacer que la gente duerma, es también posible que puedan interferir con la poda requerida para formar memorias.
En el futuro, las medicinas del sueño podrán seleccionar con precisión las moléculas involucradas en el sueño, asegurándose de que las sinapsis sean adecuadamente podadas.
“Una vez que sabes un poco de lo que pasa en la realidad sobre el terreno, puedes tener una mejor idea de lo que hacer en la terapia,” dijo el Dr. Tononi.
