Neurociencia del sueño - Grupo 5

La neurociencia es la disciplina que estudia el funcionamiento del cerebro y el sistema nervioso, buscando entender cómo percibimos el mundo, procesamos la información y desarrollamos habilidades cognitivas y emocionales. Dentro de este campo, el sueño es un proceso fundamental que desempeña un papel esencial en la salud del cerebro y el cuerpo (1).

Desde la neurociencia, el sueño es un estado fisiológico natural y cíclico en el que ocurren cambios característicos en la actividad cerebral, corporal y en los procesos metabólicos. Es fundamental para el funcionamiento y la salud del cerebro y el cuerpo en general. (1)

fuente: https://blogthinkbig.com/como-se-crean-los-suenos-cerebro-rem

1.- Ciclos de sueño

El sueño ocurre en ciclos de aproximadamente 90 minutos, repitiéndose de 4 a 6 veces en una noche. Cada ciclo está compuesto por distintas fases que varían en actividad cerebral y funciones fisiológicas. El reloj biológico o ritmo circadiano, controlado por el núcleo supraquiasmático del hipotálamo, regula estos ciclos en función de estímulos externos, como la luz y la oscuridad. El sueño se divide principalmente en: 

Sueño No-REM (NREM): Incluye las etapas de sueño ligero y profundo y se divide en 3 fases. 

-Fase 1: Es la transición entre la vigilia y el sueño. Aquí, la actividad cerebral disminuye y los músculos comienzan a relajarse. Es una etapa ligera y fácil de interrumpir (9). 

-Fase 2: La fase más prolongada del sueño. Se caracteriza por la presencia de husos del sueño y complejos K, que ayudan a bloquear estímulos externos y consolidar la memoria (9). 

-Fase 3: También llamada sueño profundo o de ondas lentas. Es esencial para la restauración física, la reparación celular y el fortalecimiento del sistema inmunológico (5).

Sueño REM (Movimiento Rápido de los Ojos): Caracterizado por sueños vívidos y alta actividad cerebral (3).

-Alta actividad cerebral similar a la vigilia. 

-Paralización temporal de los músculos (atonía) para evitar que actuemos los sueños. 

-Consolidación de la memoria emocional y procesamiento de experiencias (6).

Fuente: Médica Sur

2.- Regulación del sueño

La regulación del sueño se basa en dos sistemas principales que trabajan en conjunto para controlar cuándo sentimos sueño y cuándo estamos despiertos.(2)

Reloj biológico o ritmo circadiano

Es el ciclo natural de 24 horas que regula muchos procesos fisiológicos, incluido el sueño

Control principal

- El núcleo supraquiasmático (NSQ), ubicado en el hipotálamo, actúa como el "marcapasos central" del cuerpo.
- El NSQ recibe información de la luz a través de los ojos (células ganglionares fotosensibles) y ajusta el ritmo circadiano al ciclo día-noche.(4)

Funciones del ritmo circadiano

- Promueve la vigilia durante el día y el sueño durante la noche. 

- Coordina la producción de hormonas, como la melatonina, y regula la temperatura corporal.(4)

Fuente: https://psiquiatria.com/psicologia-general/el-sueno-los-ritmos-circadianos-y-la-esquizofrenia-donde-estamos-y-hacia-donde-debemos-ir

 Factores homeostáticos

Es la "necesidad acumulada" de sueño que surge a medida que el cuerpo permanece despierto.(4)

-Mecanismo: Durante la vigilia, se acumulan subproductos metabólicos en el cerebro, como la adenosina, que aumentan la presión para dormir.(4)

-El sistema homeostático asegura que, después de períodos prolongados de vigilia, el sueño sea más profundo y reparador.(4)

Interacción con el ritmo circadiano
Mientras el ritmo circadiano define cuándo es el momento adecuado para dormir, los factores homeostáticos determinan cuánta necesidad de sueño tiene el cuerpo.(4)

Fuente: https://nepsa.es/trastornos-del-sueno/

3.- ¿Qué pasa cuando dormimos?

Cuando dormimos, no solo descansamos físicamente, sino que nuestro cerebro atraviesa diferentes ciclos del sueño que permiten funciones cruciales, como la consolidación de la memoria, la regeneración celular y el equilibrio emocional (2). Pero, ¿Qué sucede realmente en el cerebro mientras dormimos?
Al dormir, el cerebro no se apaga; por el contrario, entra en un estado activo donde ocurren múltiples procesos fisiológicos y neurológicos. Algunas de las funciones clave que suceden durante el sueño incluyen:
Consolidación de la memoria: El cerebro procesa y organiza la información aprendida durante el día, transfiriendo recuerdos de corto plazo a largo plazo, especialmente durante el sueño REM (3).
Limpieza cerebral: Durante las fases profundas del sueño, el sistema linfático elimina toxinas y desechos metabólicos acumulados, protegiendo al cerebro de enfermedades neurodegenerativas (4).
Restauración física: Se produce la reparación celular, la liberación de hormonas del crecimiento y el fortalecimiento del sistema inmunológico (5).
Regulación emocional: El cerebro procesa experiencias emocionales, ayudando a equilibrar el estado de ánimo y reducir el impacto del estrés (6).

Importancia de los ciclos del sueño

El sueño REM fortalece los recuerdos adquiridos y facilita el aprendizaje (3).

Durante el sueño profundo, el cuerpo libera hormonas del crecimiento y repara tejidos dañados (5). 
El cerebro procesa emociones y experiencias, ayudando a regular el estado de ánimo y el estrés (6). 

El sueño profundo activa el sistema linfático, eliminando desechos metabólicos que podrían acumularse y dañar el cerebro (4).

Fuente: Facultad de Medicina UNAM (X)

4.- Neurotransmisores y hormonas en el sueño

El proceso del sueño es complejo y está controlado por una interacción exacta entre neurotransmisores y hormonas. Estos compuestos tienen un impacto en varias zonas del cerebro, especialmente en el sistema reticular activador ascendente, el hipotálamo y la glándula pineal, con el objetivo de regular los ciclos de sueño y vigilia. (1)

Neurotransmisores

-GABA: Induce y mantiene el sueño inhibiendo la actividad neuronal. 
-Adenosina: Genera somnolencia al acumularse durante la vigilia. 
-Serotonina: Regula el sueño y actúa como precursor de la melatonina. 
-Acetilcolina: Activa el cerebro durante el sueño REM. 
-Dopamina: Influye en el sueño REM y la vigilia. 

-Noradrenalina y Orexinas: Promueven la vigilia.(1)

fuente: https://www.psicologoignaciogarcia.com/la-quimica-del-sueno/

Hormonas
-Melatonina: Sincroniza el sueño con el ciclo luz-oscuridad. 
-Cortisol: Facilita la vigilia con picos al amanecer. 
-Hormona del crecimiento (GH): Se libera en el sueño profundo para la reparación celular.
-Prolactina: Aumenta durante el sueño, apoyando la función inmune.

-Ghrelina y Leptina: Relacionadas con el hambre y moduladas por el sueño.(1)

Fuente: https://www.synlab-sd.com/es/blog/salud-y-bienestar-es/melatonina-la-importancia-de-la-hormona-del-sueno/

5.- Trastornos del Sueño

Los trastornos del sueño ocurren por alteraciones en los mecanismos cerebrales que regulan el ciclo sueño-vigilia. Estas alteraciones pueden ser causadas por los siguientes factores. (2)

• Desequilibrios en el reloj biológico (ritmo circadiano)
• Problemas en los neurotransmisores
• Daños en estructuras cerebrales clave
• Enfermedades neurológicas o psiquiátricas
•  Factores genéticos
• Influencias externas y estilos de vida(2)

Ejemplificación 

En el episodio "El sueño de todo hombre", de Los Simpson, Homero se queda dormido en varias situaciones inapropiadas, incluyendo mientras maneja y realiza actividades diarias. Esto lo lleva a ser diagnosticado con narcolepsia, un trastorno neurológico que provoca somnolencia extrema y episodios repentinos de sueño. El comportamiento de Homero es consistente con la falta de regulación entre los estados de vigilia y sueño .El episodio muestra cómo la narcolepsia puede interferir en actividades cotidianas y poner en riesgo la seguridad, como cuando Homero se duerme al volante o durante su trabajo.

Referencias bibliográficas

(1) Franco-Pérez, J., Ballesteros-Zebadúa, P., Custodio, V., & Paz, C. (2012). Principales neurotransmisores involucrados en la regulación del ciclo sueño-vigilia ARTÍCULO DE REVISIÓN Major neurotransmitters involved in the regulation of sleep-wake cycle. In Revista de Investigación Clínica (Vol. 64).

(2) Gállego Pérez-Larraya, J., Toledo, J. B., Urrestarazu, E., & Iriarte, J. (2007). Clasificación de los trastornos del sueño. In Anales del Sistema Sanitario de Navarra (Vol. 30, pp. 19-36). Gobierno de Navarra. Departamento de Salud.

(3)L. Velayos F. J. Moleres A. M. Irujo D. Yllanes B. Paternain. Bases anatómicas del sueño. SciELO España - Scientific Electronic Library Online, 2007. https://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1137-66272007000200002 (accedido el 09/06/2024).

(4)Mariana Toro Nader. Dormir es fundamental para sobrevivir, pero ¿por qué? www.nationalgeographic.com.es, 18 de septiembre de 2023. https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/dormir-por-que-es-importante-sueno-ciencia-misterio_20655 (accedido el 09/06/2024).

(5)DAVID APARICIO. Esto es lo que le sucede a tu cuerpo cuando no duermes lo suficiente * Psyciencia. Psyciencia, 5 de junio de 2019. https://www.psyciencia.com/esto-es-lo-que-le-sucede-a-tu-cuerpo-cuando-no-duermes-lo-suficiente/ (accedido el 09/06/2024).

(6)Alfredo Gil Rodrigo. Cómo afecta la falta de sueño a nuestro cerebro. Clínica NYR - Neurorrehabilitación en Valencia, 2021. https://clinicanyr.com/como-afecta-la-falta-de-sueno-a-nuestro-cerebro/ (accedido el 09/06/2024).

(7)Prieto, P. B. Los 10 tipos de Trastornos del Sueño: causas, síntomas y tratamiento. MédicoPlus, 30 de abril de 2022. https://medicoplus.com/medicina-general/tipos-trastornos-sueno (accedido el 09/06/2024). 

(8)Principales patologías del sueño y otras causas de hipersomnia. Instituto de Investigaciones del Sueño. Unidad Clínica Madrid, s. f. https://www.iis.es/principales-patologias-del-sueno-y-otras-causas-de-hipersomnia/#1525763936443-1a1d2857-9bda (accedido el 09/06/2024).

(9)Business Insider España. Dormir es necesario y la falta de sueño puede provocar alucinaciones. YouTube, 19 de agosto de 2021. https://www.youtube.com/watch?v=InbAX3oSp1A (accedido el 10/06/2024).