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nov 07

Los científicos ahora saben cómo el sueño limpia las toxinas del cerebro

Una mujer durmiendo. Fondo negro

Laura Lewis y su equipo de investigadores han estado ingresando hasta altas horas de la noche en su laboratorio de la Universidad de Boston. Lewis realizó pruebas hasta alrededor de las 3:00 de la mañana, luego terminó durmiendo al día siguiente. Era como si tuviera un desfase horario , dice, sin cambiar las zonas horarias. No es que Lewis no aprecie los méritos de una buena noche de sueño. Ella hace. Pero cuando intentas mapear lo que está sucediendo en el cerebro de un humano dormido, terminas haciendo algunos sacrificios. "Es esta gran ironía de la investigación del sueño", dice ella. "Estás limitado por cuando la gente duerme".

Sus resultados, publicados hoy en la revista Science, muestran cómo nuestros cuerpos eliminan las toxinas de nuestros cerebros mientras dormimos y podrían abrir nuevas vías para tratar y prevenir enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

Cuando dormimos, nuestros cerebros viajan a través de varias fases, desde un sueño ligero hasta un sueño profundo que se siente como si hubiéramos caído inconscientes, hasta un sueño de movimiento ocular rápido (REM), cuando es más probable que tengamos sueños. El trabajo de Lewis analiza el sueño no REM, esa fase profunda que generalmente ocurre más temprano en la noche y que ya se ha asociado con la retención de la memoria . Un importante estudio de 2013 en ratones mostró que, mientras los roedores dormían, las toxinas como el beta amiloide, que pueden contribuir a la enfermedad de Alzheimer, fueron barridas.

Lewis tenía curiosidad por saber cómo se eliminaron esas toxinas y por qué ese proceso solo ocurrió durante el sueño. Sospechaba que podría estar involucrado el líquido cefalorraquídeo, un líquido transparente parecido al agua que fluye alrededor del cerebro. Pero no estaba segura de qué era lo único del sueño. Entonces su laboratorio diseñó un estudio que midió varias variables diferentes al mismo tiempo.

Los participantes del estudio tuvieron que acostarse y quedarse dormidos dentro de una máquina de resonancia magnética. Para obtener ciclos de sueño realistas, los investigadores tuvieron que realizar las pruebas a medianoche, e incluso pidieron a los sujetos que se quedaran despiertos hasta tarde la noche anterior para que las personas estuvieran preparadas para quedarse dormidas una vez que comenzara la prueba.

Lewis equipó a los participantes con una gorra EEG para que ella pudiera ver las corrientes eléctricas que fluyen por sus cerebros. Esas corrientes le mostraron en qué etapa del sueño estaba la persona. Mientras tanto, la resonancia magnética midió los niveles de oxígeno en la sangre de sus cerebros y mostró la cantidad de líquido cefalorraquídeo que entraba y salía del cerebro. "Teníamos la sensación de que cada una de estas métricas era importante, pero cómo cambian durante el sueño y cómo se relacionan entre sí durante el sueño era un territorio desconocido para nosotros", dice ella.

Lo que descubrió fue que durante el sueño no REM, grandes y lentas ondas de líquido cefalorraquídeo se lavaban sobre el cerebro. Las lecturas de EEG ayudaron a mostrar por qué. Durante el sueño no REM, las neuronas comienzan a sincronizarse, encendiéndose y apagándose al mismo tiempo. "Primero verías esta onda eléctrica donde todas las neuronas se callarían", dice Lewis. Debido a que todas las neuronas habían dejado de dispararse momentáneamente, no necesitaban tanto oxígeno. Eso significaba que fluiría menos sangre al cerebro. Pero el equipo de Lewis también observó que el líquido cefalorraquídeo entraría rápidamente, llenando el espacio dejado atrás.

"Es un trabajo fantástico", dice Maiken Nedergaard, neurocientífico de la Universidad de Rochester que dirigió el estudio de 2013 que describió por primera vez cómo el sueño puede eliminar las toxinas en los ratones. “No creo que nadie en su fantasía más salvaje haya demostrado realmente que la actividad eléctrica del cerebro está moviendo fluido. Eso es realmente emocionante ".

Una gran contribución del artículo es que ayuda a mostrar que los sistemas que Nedergaard ha estado estudiando en ratones están presentes y son muy importantes para los humanos también. "Te dice que dormir no es solo para relajarte", dice Nedergaard. "El sueño es en realidad una función muy distinta". Las neuronas no se apagan todas al mismo tiempo cuando estamos despiertos. Por lo tanto, los niveles de sangre en el cerebro no disminuyen lo suficiente como para permitir que circulan ondas sustanciales de líquido cefalorraquídeo alrededor del cerebro y eliminen todos los subproductos metabólicos que se acumulan, como el beta amiloide.

El estudio también podría tener aplicaciones clínicas para tratar el Alzheimer. Los intentos recientes de desarrollar medicamentos se han dirigido al beta amiloide. Pero los medicamentos que parecían prometedores al principio fallaron una vez que ingresaron a los ensayos clínicos. "Esto abre una nueva avenida", dice Nedergaard. En lugar de tratar de actuar sobre una molécula particular, las nuevas intervenciones podrían centrarse en aumentar la cantidad de líquido cefalorraquídeo que se lava sobre el cerebro.

Eso ayudaría a eliminar el beta amiloide, pero también podría ayudar con otras moléculas como la tau , una proteína que se enreda en el cerebro de los pacientes con Alzheimer y daña las conexiones entre las neuronas. Encontrar una manera de limpiar toda esa basura podría ser mucho más poderoso que solo enfocarse en una parte del problema. "El envejecimiento no se trata solo de una molécula", dice Nedergaard. "Todo falla".

Estos descubrimientos traen consigo su propio conjunto de preguntas. Lewis no estudió lo que sucede durante otras etapas del sueño, y solo miró a adultos jóvenes sanos. Pero los métodos que usó fueron completamente no invasivos, o tan poco invasivos como hacer que la gente duerma en una resonancia magnética mientras se puede conectar a muchas máquinas. Ni siquiera se inyectó ningún tinte. Eso facilitará comenzar a estudiar a los participantes mayores que pueden estar desarrollando enfermedades neurodegenerativas.

Probablemente también signifique muchas más noches en el laboratorio para Lewis.


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