¿Qué sucede cuando sacas toda la noche?

¿Alguna vez te has preguntado qué sucede dentro de tu cerebro cuando te mantienes despierto por un día, una noche y otro día, antes de que finalmente te vayas a dormir? Bueno, nos acabamos de enterar.

Ha sido conocido por muchos años que cuán soñolientos estamos, qué tan bien podemos sumar números, prestar atención o realizar una tarea de memoria de trabajo depende de cuánto tiempo hemos estado despiertos y la hora del día. Normalmente, si permanecemos despiertos durante un período de dos días (un día, una noche y luego al día siguiente) las primeras horas de 16 son de vigilia: el rendimiento es bueno y no cambia mucho.

Pero luego, cuando entramos en el "momento biológico de la noche", como lo indica el aumento de la hormona melatonina, el rendimiento se deteriora rápidamente y alcanza un mínimo alrededor de 6-8am a la mañana siguiente. El segundo día, el rendimiento puede ser un poco mejor (pero aún muy inferior al del primer día) y solo vuelve a los niveles normales de referencia después de una buena noche de sueño.

La característica clave de esta línea de tiempo de rendimiento es que no se deteriora de forma lineal en función del tiempo que ha estado despierto, sino que se modula por la hora del día. De hecho, ahora sabemos que no es realmente la "hora del día" sino la "hora biológica interna del día" lo que causa los efectos de la pérdida del sueño. En el nivel conductual, entonces, la función cerebral está determinada por los efectos combinados de la ritmicidad circadiana y la homeostasis del sueño, la presión del sueño que se acumula durante la vigilia y se disipa durante el sueño.

Ritmo circadiano

La ritmicidad circadiana se puede observar en muchos aspectos del comportamiento y la fisiología y es generada por relojes circadianos en casi todas las células del cerebro y el cuerpo. Localmente, estos ritmos son generadas mediante un ciclo de retroalimentación de las proteínas del reloj sobre los genes del reloj que expresan información genética que luego se traduce en proteínas


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Todos estos relojes, incluidos los relojes cerebrales, están sincronizados por un director / conductor central ubicado en un área del cerebro llamada núcleo supraquiasmático en el hipotálamo. Esta área del cerebro también impulsa el ritmo de la melatonina en la sangre y la saliva.

Entonces, ¿cómo funciona esta acción combinada de ritmicidad circadiana y homeostasis del sueño? Bueno, durante el día biológico, el reloj circadiano genera una señal de alerta o señal de activación de vigilia que se fortalece a medida que avanza el día y alcanza la fuerza máxima en la noche. Esto puede parecer un poco paradójico, pero esta señal debe fortalecerse a medida que avanza el día porque la presión del sueño también aumenta cuanto más tiempo permanecemos despiertos, por lo que algo debe mantenernos alertas.

Pero a medida que ingresamos a la noche biológica, la señal circadiana que promueve la vigilia se disipa y se convierte en una señal de promoción del sueño con una fuerza máxima en torno a 6-8am. De nuevo, esto puede parecer un poco paradójico pero en condiciones normales cuando dormimos por la noche, esto es útil porque la señal de promoción del sueño nos permite continuar durmiendo bien incluso después de seis o siete horas cuando la presión del sueño se ha disipado.

Los problemas surgen cuando permanecemos despiertos por la noche y al día siguiente, sin embargo. Durante la noche, la presión del sueño permanece alta e incluso aumenta porque estamos despiertos. La señal circadiana ya no se opone a esta presión y luchamos por mantenernos despiertos y actuar. Al día siguiente, el reloj circadiano, que aún marca si estamos dormidos o no, comienza a promover las señales de alerta nuevamente para que sea un poco más fácil de realizar y mantenerse despierto.

¿Cómo se ve esto en el cerebro?

Todo esto está bien y tiene sentido. De hecho, este modelo de trabajo es ampliamente aceptado por lo que hemos visto que sucede cuando se trata de comportamiento. Pero, ¿cómo se ve esta acción combinada del ritmo circadiano y la homeostasis del sueño dentro del cerebro humano?

Nuestro equipo de investigadores, de la Universidad de Liege y la Universidad de Surrey, escanearon los cerebros de personas 33 utilizando imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI), que proporciona una imagen detallada de los niveles de actividad neuronal en todo el cerebro, que fueron privados de sueño durante dos días y después de un período de recuperación de sueño. También medimos los niveles de melatonina para tener un buen indicador del tiempo biológico interno, que varía entre individuos. Nuestros resultados son publicado en Science.

Para cada participante, se obtuvieron imágenes cerebrales de 13 mientras realizaban una simple tarea de tiempo de reacción. Se recogieron doce imágenes cerebrales durante la privación de sueño en momentos caracterizados por aquellos cambios rápidos observados previamente para el rendimiento en la tarde y en la mañana. La decimotercera imagen fue tomada después de la recuperación del sueño.

La actividad en varias regiones cerebrales, y en particular las áreas subcorticales (como el tálamo, un importante centro de transmisión de información a la corteza), siguió un patrón rítmico (circadiano) de 24 horas cuyo tiempo, sorprendentemente, varió en las regiones cerebrales. Otras regiones cerebrales, en particular áreas cerebrales frontales que incluyen áreas de asociación de orden superior - mostró una reducción en la actividad con el tiempo de vigilia seguido de un retorno a los niveles de privación previos al sueño después del sueño de recuperación. Algunas regiones del cerebro mostraron un patrón que era una combinación de un patrón rítmico y una disminución asociada con el tiempo de vigilia.

Aún más sorprendente, estos efectos de la pérdida de sueño en la actividad cerebral fueron mucho más generalizados cuando los participantes realizaron una tarea de tiempo de reacción simple en comparación con una tarea más compleja que depende de la memoria.

Lo que todo esto significa es que varias regiones del cerebro parecen estar afectadas de manera diferente por la pérdida de sueño y el ritmo circadiano, y en general los resultados demuestran tanto la omnipresencia de estos efectos, como la similitud y la naturaleza local de estas influencias.

La variedad de respuestas cerebrales muestra cuán complejos son los mecanismos por los cuales el cerebro responde a la pérdida de sueño. Nos ayuda a comprender cómo el cerebro puede mantener el rendimiento durante el día y la noche. Estos resultados pueden tranquilizar a los trabajadores por turnos y las personas que trabajan largas horas luchando para prestar atención y concentrarse en su trabajo, especialmente a primera hora de la mañana. Sí, tu cerebro va a ser diferente por la noche que durante el día. También sugieren que si trabajas hasta tarde, sería mejor terminarlo, dormir un poco y comenzar de nuevo por la mañana.

Incluso puede ayudarnos a comprender mejor por qué muchos síntomas en condiciones psiquiátricas y neurodegenerativas aumentan y disminuyen, y por qué a primera hora de la mañana después de una noche sin dormir luchamos por mantener la atención, mientras que por la noche no es un problema.

Sobre el Autor

Derk-Jan Dijk, Profesor de Sueño y Fisiología y Director del Centro de Investigación del Sueño de Surrey, Universidad de Surrey

Pierre Maquet, Director de Investigación, Cyclotron Research, Université de Liège

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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