Lazos De Memoria Vinculados A Las Células Cerebrales Siestas

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Un estudio de ratas encuentra que las neuronas individuales entran en un estado similar al sueño en un cerebro que de otra manera estaría despierto pero privado de sueño.

Si se queda despierto después de la hora de acostarse, es posible que no esté tan despierto como cree que está. Un nuevo estudio de ratas privadas de sueño encuentra que algunas de las células cerebrales de los animales entran en un estado de "apagado" incluso cuando las ratas permanecen activas y aparentemente alertas.

Estas "siestas" neuronales tienen un costo: las ratas que las experimentaron empeoraron al intentar agarrar una bolita de azúcar con una sola pata. Los hallazgos podrían explicar algunas fallas de memoria que ocurren incluso cuando no se siente cansado, dijo en un comunicado la investigadora del estudio Chiara Cirelli, psiquiatra de la Universidad de Wisconsin, Escuela de Medicina y Salud Pública de Madison.

"Incluso antes de que te sientas fatigado, hay señales en el cerebro de que debes detener ciertas actividades que pueden requerir alerta", dijo Cirelli. "Grupos específicos de neuronas pueden quedarse dormidos, con consecuencias negativas en el rendimiento".

Cirelli y sus colegas publicaron sus resultados hoy (27 de abril) en la revista Nature.

Noche de neuronas.

La importancia de dormir en el rendimiento es bien conocida. Un estudio, publicado en marzo de 2011 en la revista Current Biology, descubrió que tomar una siesta antes de memorizar información puede mejorar qué tan bien recuerda lo que aprendió. Cirelli y sus co-autores escribieron que cuando las personas se quedan sin dormir lo suficiente, comienzan a experimentar "microsueños" o periodos de sueño repentino de tres a 15 segundos, lo que es claramente una condición peligrosa para los conductores y otras personas que realizan tareas que requieren vigilancia. Pero el nuevo estudio de ratas sugiere que la fuga de cerebros puede comenzar mucho antes de que ocurran estos microsueños.

Cirelli y sus colegas implantaron sondas en el cerebro de 11 ratas adultas. Las sondas midieron la actividad eléctrica de las neuronas en la corteza frontal, el área del cerebro que se encuentra detrás de la frente en los humanos. Luego, los investigadores privaron a las ratas de sueño durante cuatro horas, distrayéndolos con juguetes nuevos y grabándolos en video para asegurarse de que permanecieran despiertos. Cuatro horas de falta de sueño no es mucho para una rata, dijo Cirelli a WordsSideKick.com.

"Probablemente sería como una noche o incluso menos de privación para un humano", dijo.

A medida que pasaban las cuatro horas, los investigadores descubrieron que algo extraño comenzó a suceder en el cerebro de las ratas. Pequeños segmentos de neuronas comenzaron a calmarse, comportándose como si estuvieran dormidos en lugar de un cerebro despierto. Pero el resto de la vigilancia mostró que el cerebro estaba despierto, y las ratas estaban abiertas y activas todo el tiempo.

"Esta actividad ocurrió en pocas células", dijo Cirelli. "Por ejemplo, de las 20 neuronas que controlamos en un experimento, 18 permanecieron despiertos. De las otras dos, hubo signos de sueño, breves períodos de actividad que alternan con períodos de silencio".

Estos períodos de silencio neuronal se hicieron más comunes cuanto más tiempo permanecían despiertos las ratas, aumentando más del 57 por ciento desde la primera a la cuarta hora de privación del sueño.

Mientras las ratas más largas permanecían despiertas, las neuronas se dormían con más frecuencia.

Mientras las ratas más largas permanecían despiertas, las neuronas se dormían con más frecuencia.

Crédito: Vladyslav Vyazovskiy

Los investigadores probaron nueve ratas adicionales, esta vez insertando sondas en los lóbulos parietales de los animales, el área hacia la parte superior de la cabeza. Nuevamente, vieron un patrón de neuronas cada vez más adormecidas.

Privado de sueño y luchando

Para probar si los períodos de silencio neuronal afectaban a los animales, el equipo de investigación entrenó a ocho ratas para realizar una tarea en la que tenían que alcanzar una bolita de azúcar con una pata. Descubrieron que si se producía una siesta neuronal en la corteza frontal de 300 a 800 milisegundos antes de que la rata intentara alcanzar la tarea, las ratas tenían un 37,5 por ciento más de probabilidades de caer o perder el sedimento cuando lo agarraban que si no hubiera un período de descanso. Además, las ratas privadas de sueño empeoraron cada vez más al agarrar con éxito el azúcar cuanto más tiempo permanecían despiertos.

Cirelli dijo que es probable que se produzcan periodos de tranquilidad neuronal y disminuciones de rendimiento asociadas en los seres humanos.

"Basándonos en lo que sabemos ahora sobre el sueño en roedores contra humanos... tenemos pocas razones para dudar de que algo así ocurra en los humanos", dijo.

La conexión entre los períodos de tranquilidad neuronal y la disminución del rendimiento sigue siendo "especulativa", escribió Christopher Colwell, investigador del sueño en la Universidad de California en Los Ángeles, en un editorial que acompaña al artículo. (Colwell no participó en el estudio). Aún así, escribió, la posible relación debería probarse más, quizás poniendo a dormir neuronas deliberadamente y evaluando las consecuencias.

Los hallazgos abren nuevas preguntas sobre la naturaleza del sueño, escribió Colwell.

"¿Es apropiado pensar que las neuronas individuales están dormidas mientras el cerebro está despierto?" el escribio. "Si es así, los mecanismos fisiológicos que gobiernan los estados 'encendido' y 'apagado' necesitarán una mirada más cercana".

Cirelli y sus colegas planean probar ratas privadas de sueño en otras tareas mientras las monitorean para detectar siestas neuronales. Cirelli dijo que se podrían hacer estudios similares en humanos, pero solo si ya tenían electrodos implantados en sus cerebros por razones médicas. Algunos pacientes con epilepsia tienen implantes temporales de electrodos, dijo, que se utilizan para identificar la fuente de sus ataques. Algunos de estos pacientes también están privados de sueño en un esfuerzo por desencadenar y rastrear las convulsiones, dijo.

"Estos pacientes están sufriendo privación del sueño de todos modos por razones clínicas, y por lo tanto, podríamos estudiarlos para descubrir si este fenómeno está ocurriendo en los humanos", dijo.

Mientras tanto, dijo Cirelli, vale la pena dormir en serio.

"Hay consecuencias de estar privado de sueño incluso antes de que haya signos evidentes", dijo.

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