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Reportaje:EVOLUCIÓN ANIMAL | Neurología

Por qué existe el sueño

Las formas de dormir de iguanas, moscas, patos y personas dan pistas sobre la historia evolutiva de esa función

En un laboratorio de la Indiana State University (EE UU), una docena de iguanas verdes están tranquilamente tumbadas en terrarios. Matan las horas bajo las lámparas de calor, y por la noche cierran ambos ojos, o a veces sólo uno. Llevan una vida cómoda, parecida a la de cualquier iguana doméstica, salvo por una excepción: el manojo de cables para registrar ondas cerebrales que les cuelga de la cabeza. A un equipo de esta universidad le gustaría saber qué ocurre en el cerebro de las iguanas cuando se apagan las luces. ¿Duermen igual que las personas? ¿Desconectan el cerebro por completo o pueden mantener un hemisferio despierto?

Estos científicos también esperan verter algo de luz sobre una pregunta básica: ¿Por qué existe el sueño? "El sueño ha despertado un tremendo interés en la ciencia, pero realmente no sabemos qué es", dice Steven Lima, biólogo de la universidad. Los científicos están llevando la investigación del sueño al reino animal. Sospechan que la mayoría de los animales necesita dormir, lo cual indica que el sueño humano tiene una historia evolutiva que se remonta más de 500 millones de años.

Los primeros mamíferos quizá dormían también con la mitad del cerebro desconectada

Las aves, cuando perciben una amenaza, mantienen la mitad del cerebro despierta

Los animales duermen de muchas formas distintas: por ejemplo, los murciélagos marrones lo hacen 20 horas al día, y las jirafas menos de dos. Antes se pensaba que el sueño era exclusivo de los vertebrados, pero se ha descubierto que invertebrados como las abejas y las langostas también duermen. Los trabajos más exhaustivos se han hecho con moscas del vinagre. "Descansan 10 horas por la noche, y si se las mantiene despiertas más tiempo, necesitan dormir más", dice Giulio Tononi, de la Universidad de Wisconsin.

Los paralelismos entre las moscas del vinagre y los humanos alcanzan incluso a sus neuronas. Las dos especies producen, durante parte de la noche, una actividad eléctrica de baja frecuencia llamada sueño de ondas lentas. El descubrir el sueño tanto en vertebrados como invertebrados ha llevado a la conclusión de que surgió muy temprano en la evolución animal.

Los científicos plantean varias ideas sobre la función primordial del sueño. Tononi cree que originalmente evolucionó como un sistema para permitir a las neuronas recuperarse de un duro día de aprendizaje. "Cuando estás despierto aprendes constantemente, seas o no consciente de ello", asegura. El aprendizaje fortalece algunas conexiones entre neuronas, las sinapsis, e incluso forma nuevas. Pero esto exige mucha energía adicional. "Al final del día, tienes un cerebro que te cuesta más energía", dice. "Ahí entraría el sueño".

Este científico dice que las ondas lentas debilitan las sinapsis durante la noche. "A la mañana siguiente ganas en energía y rendimiento", explica. Tononi y Chiara Cirelli explican la hipótesis en la revista Sleep Medicine Reviews.

Hace casi 600 millones de años que los ancestros humanos se distanciaron de las moscas. A medida que evolucionaban esos antepasados, lo hacía también su sueño. Por ejemplo, el de los humanos no sólo presenta sueño de ondas lentas, sino también otras fases cuando los ojos realizan movimientos rápidos y cuando sueñan. El movimiento rápido de ojos, o sueño REM, generalmente llega más tarde, después de periodos de un intenso sueño de ondas lentas. Otros mamíferos también experimentan una mezcla de sueño REM y no REM, al igual que los pájaros. Los investigadores quisieran saber si este patrón existía en los antepasados comunes de pájaros y mamíferos, unos reptiles de hace 310 millones de años. Responder a esa pregunta puede ayudar a comprender por qué existe el sueño REM. Los científicos debaten su función desde hace tiempo, e insinúan que podría desempeñar un papel importante en la memoria o el aprendizaje. En la revista Nature (27 de octubre), Jerome Siegel (Universidad de California en Los Ángeles) dice que la fase REM no cumple una función fisiológica vital como el sueño de ondas lentas. Señala que las lesiones cerebrales e incluso medicaciones como los antidepresivos pueden reducir de forma drástica la fase REM sin ningún efecto adverso aparente. Entonces, ¿por qué los mamíferos y los pájaros presentan sueño REM? "La mejor respuesta que se me ocurre es que está ahí para prepararnos para el despertar", dice Siegel.

Una ventaja de permanecer alerta pero inmóvil es que quizá se tengan más posibilidades de huir de un depredador. Lima y sus colegas afirman que el sueño podría haberse perfilado durante la evolución por la amenaza constante de los depredadores. Pero desde esta perspectiva, es extraño que los animales se pasen varias horas al día en un estado tan vulnerable. "Es muy peligroso el estar así de desconectado", dice Lima. Cabe imaginar un sistema alternativo: hacer dormir sólo a pequeñas regiones del cerebro de una en una.Las aves, cuando se sienten seguras, duermen con todo el cerebro desconectado, como los humanos. Pero cuando perciben una amenaza, mantienen la mitad del cerebro despierta. Lima y sus colegas lo han constatado con varias especies de aves, incluidos patos. "Pusimos a nuestros patos en fila, literalmente", dice Niel Rattenborg, del Instituto de Ornitología Max Planck (Alemania). "Los del interior dormían con los dos ojos cerrados, y los de los extremos lo hacían con un ojo abierto. Y utilizaban el ojo que no estaba orientado a los demás pájaros". Para dejar descansar a cada hemisferio cerebral, las aves del extremo de la fila de vez en cuando se levantaban, se daban la vuelta y volvían a sentarse. Así cambiaban de ojo y dejaban dormir a la otra mitad del cerebro.

El equipo que estudia las iguanas quiere ver si también duermen con la mitad del cerebro. Estudios anteriores han mostrado que los lagartos dejan un ojo cerrado durante largos periodos, pero no se ha aclarado si también están medio dormidos. Si resulta que los reptiles y los pájaros duermen así, podría ser una prueba de que es una estrategia antigua. A lo mejor los primeros mamíferos también dormían con la mitad del cerebro. "Es posible que al principio de la evolución los mamíferos lo perdieran por algún motivo", especula Rattenborg. "Tal vez estuviera reñido con otras funciones".

Por otro lado, algunas especies de ballenas y focas nadan a veces con un ojo cerrado, mientras que el hemisferio cerebral correspondiente produce ondas lentas. Los científicos debaten si en realidad están dormidas en ese estado. De ser así, indicaría que los antepasados de los mamíferos marinos reinventaron el sueño con la mitad del cerebro. Quizá haya reaparecido como una adaptación a la vida en el océano. Aunque los humanos y otros mamíferos terrestres tal vez no sean capaces de desconectar la mitad del cerebro, quizá puedan lidiar con los depredadores ajustando sus horarios de sueño.

Unos estudios con ratas indican que los depredadores hacen que éstas reduzcan el sueño de ondas lentas. "Algunos cambios que observamos en la gente que sufre estrés podrían ser los mismos mecanismos de respuesta a los depredadores", dice Rattenborg. "No hay leones que se les acerquen sigilosamente, pero el estrés diario de nuestra vida puede activar esta respuesta primordial".

© The New York Times.

* Este artículo apareció en la edición impresa del Miércoles, 28 de diciembre de 2005