Los Estados de Actividad Cerebral Durante el Sueño.

Como parte de una investigación, realice un pequeño trabajo sobre los estados de actividad cerebral durante el sueño, que comparto el día de hoy. Tómese en cuenta que la Bibliografía de dicho trabajo fue extraída principalmente de la Fisiología de Guyton, 11va. edición.

SUEÑO

Se define como el estado de inconsciencia del que puede ser despertada una persona mediante estímulos sensitivos o de otro tipo. Hay que distinguirlo del coma, ya que este es un estado de inconsciencia del que no puede despertarse a una persona. 

Dos tipos de sueño: de ondas lentas y de movimientos oculares rápido (REM)

Durante toda la noche la persona atravesara dos tipos de fases de sueño:

1.    Sueño de ondas lentas: en esta clase las ondas cerebrales son muy potentes y su frecuencia es muy lenta.

2.    Sueño de movimientos oculares rápidos (REM): los ojos experimentan unos movimientos rápidos pese al hecho de que la persona todavía está dormida.

La mayor parte del sueño de cada noche pertenece a la variedad de ondas lentas, es el tipo de sueño profundo y reparador que la persona experimenta durante la primera hora dormido después de haber estado despierto muchas horas, el sueño REM se da en episodios que ocupan en torno al 25% del tiempo total en los jóvenes, se repiten más o menos cada 90 min.

Sueño de ondas lentas  

Este sueño resulta sumamente reparador y va asociado a un descenso del tono vascular periférico y de otras muchas funciones vegetativas del cuerpo. Aunque el sueño de ondas lentas se llama a menudo “Sueño sin sueños” durante su transcurso hay sueños y ocasiones hasta pesadillas, no suelen recordase porque tiene lugar la consolidación de los sueños en la memoria.

Sueño REM (sueño paradójico, sueño desincronizado)

Duran de 5 a 30 min como promedio cada 90 min. Cuando la persona se encuentra muy somnolienta, cada episodio de sueño REM es corto, e incluso puede faltar.

El sueño REM posee varias características importantes:

1.    Es una forma activa de sueño,  está asociada normalmente con sueños y movimientos musculares del cuerpo activos.

2.    Cuesta más despertar a una persona mediante estímulos sensitivos, la gente suele amanecer espontáneamente por la mañana durante un episodio se sueño REM.

3.    El tono muscular se encuentra enormemente deprimido.

4.    Las frecuencias cardiaca y respiratoria se vuelven irregulares.

5.    Existen movimientos musculares irregulares.

6.    El encéfalo se encuentra muy activo en el sueño REM y el metabolismo cerebral global puede aumentar hasta un 20%. El electroencefalograma (EEG) muestra un patrón de ondas cerebrales semejante al que aparece durante la vigilia. Este tipo de sueño también se llama “Sueño Paradójico”.

El sueño REM es un tipo de sueño en el que el encéfalo se encuentra bastante activo.

Teorías básicas sobre el sueño

Se piensa que el sueño está ocasionado por un proceso inhibidor activo

Una teoría sostenía que las áreas excitadoras de la parte superior del tronco del encéfalo, el sistema reticular activador, simplemente acababan cansadas después de que la persona estaba todo un día despierta, y como consecuencia quedaban inactivas. Esta propuesta recibió el nombre de “Teoría pasiva del sueño”. Un experimento varió esta idea hacia la creencia actual de que “El sueño está ocasionado por un proceso inhibidor activo”. Parece existir algún centro situado por debajo de un nivel medio de la protuberancia en el tronco del encéfalo que hace falta aparentemente para generar sueño mediante la inhibición de otras partes del encéfalo.

Centros nerviosos, sustancias neurohumorales y mecanismos capaces de causar sueño: posible función específica de la serotonina

La estimulación de diversas zonas específicas del encéfalo puede producir un sueño dotado de unas características próximas a las del sueño natural. Figuran las siguientes:

1.    La zona de estimulación para generar un sueño casi natural más constante son los núcleos del rafe en la mitad inferior de la protuberancia y en el bulbo raquídeo. Estos comprenden una lámina fina de neuronas especiales situadas en la línea media. Las fibras nerviosas se diseminan a nivel local y también ascienden hacia el tálamo, el hipotálamo, al sistema límbico e incluso la neocorteza cerebral. Además otras fibras descienden hacia la médula espinal, y acaban en las astas posteriores. Muchas terminaciones nerviosas de las fibras procedentes de estas neuronas del rafe segregan SEROTONINA, se ha supuesto que la serotonina es una sustancia transmisora vinculada a la producción del sueño.

2.    La estimulación de algunas zonas en el núcleo del tracto solitario también puede generar sueño.

3.    El sueño puede promoverse mediante la estimulación de diversas regiones como las siguientes:

3.1  La porción rostral del hipotálamo, sobre todo en el área supraquiasmática.

3.2  En ciertas circunstancias una zona en los núcleos de proyección difusa del tálamo.

Las lesiones en los centros que favorecen el sueño pueden ocasionar un estado de vigilia intensa

Las lesiones aisladas en los núcleos del rafe conducen a un grado de vigilia acusado. Esto también sucede con las lesiones bilaterales del área supraquiasmática rostromedial en el hipotálamo anterior. A veces las lesiones en el hipotálamo anterior pueden provocar tal estado de vigilia que el animal acabe muriendo de agotamiento.

Otros posibles sustancias transmisoras relacionadas con el sueño

El péptido de muramilo, un compuesto de bajo peso molecular que se acumula en el líquido cefalorraquídeo y en la orina de los animales a los que no se deja dormir durante varios días. Otra sustancia que posee unos efectos semejantes para provocar sueño es un nonapéptido aislado de la sangre de los animales dormidos. Y todavía un tercer factor hipnótico, aún sin identificar se ha aislado de los tejidos nerviosos del tronco del encéfalo en los animales a los que se mantiene despierto durante días.

Posible causa del sueño REM

Los fármacos que imitan la acción de la acetilcolina incrementan la aparición de este sueño. Se ha propuesto que las neuronas grandes secretoras de acetilcolina situadas en la formación reticular de la parte superior del tronco del encéfalo tendrían la capacidad de activar muchas porciones del encéfalo a través de sus amplias fibras eferentes.

Ciclo de sueño y vigilia

Cuando los centros del sueño no están activos, los núcleos reticulares activadores del mesencéfalo y la parte superior de la protuberancia se encuentran liberados de su inhibición, lo que les permite una activación espontánea. Esto excita a la corteza cerebral y al sistema nervioso periférico, los cuales devuelven numerosas señales de retroalimentación positiva. Por tanto, una vez que comienza la vigilia, su tendencia la lleva a mantenerse por sí sola. A continuación se supone que hasta las propias neuronas del sistema activador acaban por fatigarse. Por consiguiente, el ciclo de retroalimentación positiva decae y se ve relevado por los efectos hipnóticos a cargo de los centros del sueño.

Los efectos fisiológicos del sueño todavía no se conocen bien

Después de la privación total suele producirse un período de “puesta al día” o “rebote”, tras la privación selectiva del sueño REM o de ondas lentas, se produce también un rebote selectivo de estas fases específicas del sueño. Una ligera restricción del sueño durante unos días puede deteriorar el rendimiento cognitivo y físico, la productividad general y la salud de una persona. La función esencial del sueño en la homeostasis.

El sueño produce dos tipos principales de acciones fisiológicas: en primer lugar, efectos sobre el propio sistema nervioso y, en segundo lugar, efectos sobre otros sistemas funcionales del cuerpo, la falta de sueño afecta a las funciones del sistema nervioso central. La vigilia prolongada suele asociarse a una disfunción progresiva de los procesos mentales y en ocasiones da lugar incluso a comportamientos anormales.

Todos estamos familiarizados con la mayor torpeza de pensamiento que aparece hacia el final de un período de vigilia prolongado, pero, además, una persona puede volverse irritable o incluso adquirir rasgos psicóticos después de verse forzada a mantener este estado. Podemos suponer que el sueño restablece por múltiples vías los niveles oportunos de actividad cerebral y el equilibrio normal entre las diversas funciones del sistema nervioso central.

Se ha postulado que el sueño sirve para muchas funciones, como son:

1.    La madurez nerviosa

2.    La facilitación del aprendizaje o la memoria

3.    La cognición

4.    La conservación de energía metabólica

“El valor principal del sueño consiste en restablecer los equilibrios naturales entre los centros neuronales”, no obstante las funciones fisiológicas específicas del sueño siguen siendo un misterio y constituyen el tema de muchas investigaciones.

Ondas Cerebrales

Los registros eléctricos recogidos en la superficie cerebral o incluso en la superficie de la cabeza ponen de manifiesto que existe una actividad eléctrica constante en el encéfalo. La intensidad como los patrones de esta variable vienen determinados por el grado de excitación que presentan sus diversos componentes como consecuencia del sueño, la vigilia o enfermedades cerebrales como la epilepsia o incluso las psicosis. Las ondulaciones se llaman ondas cerebrales, y el registro recibe el nombre de EEG (electroencefalograma).

La intensidad de las ondas cerebrales obtenidas en la superficie del cuero cabelludo varía de 0 a 200 mm, y su frecuencia oscila desde una vez cada varios segundos hasta 50 o más por segundo.

Gran parte del tiempo las ondas cerebrales son irregulares y no pueden percibirse ningún patrón específico en el EEG.

En las personas sanas la mayoría de las ondas del EEG pueden clasificarse como ondas a b u  y d.

Las ondas  a son ondas rítmicas, con una frecuencia entre 8 y 13 ciclos por segundo, y que están presentes en los adultos normales mientras permanecen despiertos y en un estado de reposo tranquilo en su actividad cerebral, intensidad en la región occipital, pueden recogerse en las regiones parietal y frontal del cuero cabelludo. Estas ondas desaparecen durante el sueño profundo.

Las ondas  b presentan unas frecuencias superiores a 14 ciclos por segundo y llegan hasta los 80. Se registran en las regiones parietal y frontal.

Las ondas u tienen unas frecuencias entre 4 y 7 ciclos por segundo. Aparecen en los niños en las regiones parietal y temporal, pero también en algunos adultos ante situaciones de estrés emocional, especialmente en desánimo y de frustración. Las ondas q están presentes en muchos trastornos nerviosos, con frecuencia en los estados degenerativos cerebrales.

Las ondas d engloban todas las ondas del EEG con frecuencias menores a 3.5 ciclos por segundo y a menudo poseen voltajes del doble al cuádruple que la mayor parte de los demás tipos de ondas cerebrales. Se dan a lo largo del sueño muy profundo, en la lactancia y en las enfermedades orgánicas serias del cerebro, las ondas d pueden estar presentes estrictamente en la corteza de forma independiente a las actividades de las regiones inferiores del encéfalo.

Origen de las ondas cerebrales

La descarga de una sola neurona o de una sola fibra nerviosa en el encéfalo nunca puede registrarse desde la superficie de la cabeza. Deben disparar sincrónicamente muchos miles o incluso millones de neuronas o de fibras; sólo entonces se sumará una cantidad suficiente de potenciales procedentes de las neuronas o de las fibras aisladas, la intensidad de las ondas cerebrales obtenidas en el cuero cabelludo viene determinada sobre todo por el número de neuronas y de fibras que disparan en sincronía entre sí, las señales nerviosas potentes asincrónicas muchas veces se anulan mutuamente en las ondas cerebrales recogidas al final debido a su polaridad opuesta.

Origen de las ondas a:no aparecerán en la corteza cerebral si no existen sus conexiones con el tálamo, la estimulación de la capa inespecífica formada por el núcleo reticular que rodea al tálamo o de los núcleos difusos profundos en su interior a menudo produce ondas eléctricas en el sistema talamocortical a una frecuencia entre 8 y 13 por segundo, se cree que estas ondas derivan de la oscilación de retroalimentación espontánea existente en este sistema talamocortical difuso.

Origen de las ondas d: la sección transversal de los haces de fibras procedentes del tálamo hacia la corteza cerebral, que bloquea la activación talámica de esta estructura y elimina así las ondas a. Las ondas d también aparecen durante el sueño profundo de ondas lentas; esto indica que en ese momento la corteza queda básicamente liberada de las influencias activadoras que ejercen el tálamo y otros centros inferiores.