Fundamentos del cerebro: Entender el sueño

Introducción     

El sueño es una parte importante de su rutina diaria; usted pasa aproximadamente un tercio de su tiempo durmiendo.  La calidad del sueño —y dormir suficiente en las horas correctas— es tan vital para la supervivencia como la comida y el agua.  Sin sueño no puede formar ni mantener las vías del cerebro que le permiten aprender y crear nuevos recuerdos y es más difícil concentrarse y responder rápidamente.

 El sueño es importante para un número de funciones cerebrales, lo que incluye cómo se comunican las células nerviosas (neuronas) entre sí.  De hecho, su cerebro y su cuerpo se mantienen marcadamente activos mientras duerme.  Hallazgos recientes sugieren que el sueño juega un rol de mantenimiento que elimina toxinas del cerebro que se almacenan mientras está despierto. 

Todos necesitamos dormir, pero su propósito biológico sigue siendo un misterio.  El sueño afecta casi cada tipo de tejido y sistema del cuerpo: desde el cerebro, el corazón y los pulmones hasta el metabolismo, la función inmunitaria, el ánimo y la resistencia a las enfermedades.  Las investigaciones muestran que la falta de sueño crónica o tener una mala calidad de sueño aumentan el riesgo de trastornos como hipertensión arterial, enfermedad cardiovascular, diabetes, depresión y obesidad.

El sueño es un proceso complejo y dinámico que afecta cómo usted funciona en maneras que los científicos están comenzando a entender ahora.  Este folleto describe cómo se regula su necesidad de dormir y lo que sucede en el cerebro durante el sueño.
 

Anatomía del sueño

Muchas estructuras en el cerebro están involucradas en el sueño.

El hipotálamo, una estructura del tamaño de un maní bien profunda en el cerebro, contiene grupos de células nerviosas que actúan como centros de control que afectan el sueño y el despertar.  Dentro del hipotálamo está el núcleo supraquiasmático (SCN, por sus siglas en inglés): grupos de miles de células que reciben información sobre la exposición a la luz directamente desde los ojos y controlan su ritmo de comportamiento.  Algunas personas con daño del SCN duermen erráticamente a lo largo del día porque no pueden hacer coincidir su ritmo circadiano con el ciclo de luz-oscuridad.  La mayoría de los ciegos mantienen alguna capacidad de sentir la luz y pueden modificar su ciclo de sueño y despertar.

 El tronco encefálico, en la base del cerebro, se comunica con el hipotálamo para controlar las transiciones entre el despertar y el sueño  (el tallo cerebral incluye estructuras llamadas el puente, la médula oblongada y el mesencéfalo).  Las células que promueven el sueño dentro del hipotálamo y del tronco encefálico producen un químico cerebral llamado ácido gamma-aminobutírico (GABA), el cual actúa para reducir la actividad de los centros del despertar en el hipotálamo y el tronco encefálico.  El tronco encefálico (especialmente el puente y la médula) también juega un rol especial en la etapa de movimientos oculares rápidos (REM, por sus siglas en inglés); envía señales para relajar músculos esenciales para la postura corporal y los movimientos de las extremidades, de manera que no exterioricemos nuestros sueños.

El tálamo actúa como un transmisor de la información desde los sentidos a la corteza cerebral (el recubrimiento del cerebro que interpreta y procesa la información desde la memoria a corto plazo hacia la memoria a largo plazo).  Durante la mayoría de las etapas del sueño, el tálamo se queda en silencio, con los que deja que usted se desconecte del mundo externo.  Pero durante el sueño REM, el tálamo está activo, enviando a la corteza imágenes, sonidos y otras sensaciones que llenan nuestros sueños. 

La glándula pineal, ubicada entre los dos hemisferios del cerebro, recibe señales del SCN y aumenta la producción de la hormona melatonina, la cual ayuda a conciliar el sueño una vez que se apagan las luces.  Las personas que han perdido la visión y no pueden coordinar su ciclo natural de sueño-despertar usando la luz natural, pueden estabilizar su patrón del sueño al tomar pequeñas cantidades de melatonina a la misma hora cada día.  Los científicos creen que los picos y valles de la melatonina con el tiempo son importantes para hacer coincidir el ritmo circadiano del cuerpo con el ciclo externo de luz y oscuridad.

El prosencéfalo basal, cerca de la parte frontal e inferior del cerebro, también promueve el sueño y la vigilia, mientras que parte del mesencéfalo, actúa como sistema de despertar.  La liberación de adenosina (un químico derivado del consumo de energía celular) de las células en el prosencéfalo basal y probablemente otras regiones lo ayudan con el impulso del sueño.  La cafeína contrarresta la somnolencia al bloquear las acciones de la adenosina.

La amígdala, una estructura con forma de almendra involucrada en el procesamiento de las emociones, se activa de manera creciente durante el sueño REM. 

Etapas del sueño       

Existen dos tipos fundamentales de sueño: el sueño con movimientos rápidos de los ojos (REM) y el sueño no REM (el cual tiene tres etapas diferentes).  Cada una está relacionada con ondas cerebrales y con actividad neuronal específicas.  Ese ciclo se hace a través de todas las etapas del sueño REM y no REM varias veces durante una noche regular, con períodos de sueño REM cada vez más largos y profundos que se producen hacia la mañana. 

La etapa 1 del sueño no REM es el cambio de la vigilia al sueño.  Durante este período corto (dura varios minutos) de sueño relativamente ligero, la frecuencia cardíaca, la respiración y los movimientos de los ojos se enlentecen y los músculos se relajan con contracciones ocasionales.  Las ondas cerebrales comienzan a enlentecerse comparadas con los patrones de vigilia durante el día. 

La etapa 2 del sueño no REM es un período de sueño ligero antes de entrar en sueño profundo.  La frecuencia cardíaca y la respiración se enlentecen y los músculos se relaja aún más.  La temperatura corporal baja y los movimientos de los ojos se detienen.  La actividad de las ondas cerebrales se enlentece, pero está marcada por ráfagas breves de actividad eléctrica.  Se pasa más tiempo en los ciclos de sueño repetidos en la etapa 2 que en otras etapas del sueño.

La etapa 3 del sueño no REM es el período de sueño profundo que necesita para sentirse descansado en la mañana.  Se produce en períodos largos durante la primera mitad de la noche.  La frecuencia cardíaca y respiración se enlentecen a sus niveles más bajos durante el sueño.  Los músculos están relajados y puede ser difícil despertarlo.  Las ondas cerebrales se vuelven más lentas. 

El sueño REM aparece primero, aproximadamente, 90 minutos después de quedarse dormido.  Los ojos se mueven rápidamente de lado a lado por detrás de los párpados cerrados.  La actividad de las ondas cerebrales de frecuencia mixta se acerca más a lo que se observa durante la vigilia.  La respiración se vuelve más rápida e irregular y la frecuencia cardíaca y la presión arterial aumentan a niveles cercanos a cuando se está despierto.  La mayoría de los sueños se presentan durante el sueño REM, aunque algunos pueden ocurrir también en el sueño no REM.  Los músculos de brazos y piernas se paralizan temporalmente, lo que evita que exteriorice los sueños.  A medida que envejece, se duerme menos durante el sueño REM.  La consolidación de la memoria probablemente requiera tanto de sueño REM como del no REM.              

Mecanismos del sueño       

Dos mecanismos biológicos internos –el ritmo circadiano y la homeostasis– actúan juntos para regular cuándo se despierta y cuándo se duerme.  

El ritmo circadiano dirige una amplia variedad de funciones desde las fluctuaciones diarias en la vigilia hasta la temperatura corporal, el metabolismo y la liberación de hormonas.  Controla el tiempo que duerme y le produce sueño de noche, al igual que controla su tendencia a despertar en la mañana sin alarma.  El reloj biológico corporal, que se basa en un día de 24 horas, controla el ritmo circadiano.  El ritmo circadiano se sincroniza con las señales ambientales (luz y temperatura) en relación a la hora real del día, pero continúa incluso en ausencia de señales. 

La homeostasis del sueño-vigilia mantiene un registro de la necesidad de dormir.  El impulso de sueño homeostático le recuerda al cuerpo que debe dormir después de cierto tiempo y regula la intensidad del sueño.  Este impulso de sueño se hace más fuerte cada hora que está despierto y hace que duerma por más tiempo y más profundo después de un período de privación del sueño.

Entre los factores que influyen en su necesidad de sueño-vigilia se encuentran afecciones médicas, medicamentos, estrés, entorno para dormir y lo que come y toma.  Quizás la influencia más grande es la exposición a la luz.  Las células especializadas en la retina de sus ojos procesan la luz y le dicen al cerebro si es de día o de noche y pueden adelantar o retrasar su ciclo sueño-vigilia.  La exposición a la luz puede dificultar quedarse dormido y volver a dormirse cuando se ha despertado.

Los trabajadores de turno nocturno tienen problemas para quedarse dormidos cuando se van a la cama y también tienen problemas para mantenerse despiertos en el trabajo debido a que su ritmo circadiano natural y su ciclo sueño-vigilia están alterados.  En el caso de la descompensación horaria, el ritmo circadiano no se sincroniza con la hora del día cuando las personas vuelan a una zona horaria diferente, lo que produce un desajuste entre el reloj interno y el real. 

¿Cuánto sueño necesita?   

La necesidad de dormir y el patrón de sueño cambian a medida que envejece, pero esto varía significativamente entre personas de la misma edad.  No existe un "número de horas de sueño" mágico que funcione para todas las personas de la misma edad.  Los bebés, al principio, duermen tanto como 16 o 18 horas al día, lo cual puede estimular el crecimiento y el desarrollo (especialmente del cerebro).  Los niños en edad escolar y los adolescentes, en promedio, necesitan aproximadamente 9.5 horas de sueño por noche.  La mayoría de los adultos necesitan entre 7 y 9 horas de sueño por noche, pero después de los 60 años de edad, el sueño nocturno tiende a ser más corto, más ligero y se interrumpe por varios despertares.  Es más probable que las personas ancianas también tomen medicamentos que interfieren con el sueño. 

En general, las personas están durmiendo menos de lo que necesitan debido a jornadas laborales más largas y a la disponibilidad de entretenimiento y otras actividades durante las 24 horas del día. 

Muchas personas sienten que pueden "recuperar" sueño perdido durante los fines de semana pero, dependiendo de qué tan privados de sueño estén, dormir más los fines de semana puede no ser adecuado. 

Los sueños                        

Todo el mundo sueña.  Se pasa aproximadamente 2 horas cada noche soñando, pero es posible que no se recuerde la mayoría de los sueños.  Su propósito exacto no se conoce, pero soñar puede ayudarlo a procesar las emociones.  Los eventos del día con frecuencia invaden sus pensamientos durante el sueño y las personas que sufren de estrés o ansiedad tienen más probabilidad de tener sueños aterradores.  Los sueños se pueden presentar en todas las etapas del sueño pero, por lo general, son más vívidos en el sueño REM.  Algunas personas sueñan a color, mientras otras solo recuerdan sueños en blanco y negro.

El rol de genes y neurotransmisores

Señales químicas del sueño  

Los grupos de neuronas que promueven el sueño en muchas partes del cerebro se vuelven más activas a medida que nos alistamos para irnos a la cama.  Las sustancias químicas de señalización nerviosa llamadas neurotransmisores pueden "apagar" o moderar la actividad de las células que señalizan el despertar o la relajación.  El GABA se asocia a sueño, relajación muscular y sedación.  La norepinefrina y la orexina (también llamada hipocretina) mantienen activas partes del cerebro mientras estamos despiertos.  Entre otros neurotransmisores que dan forma al sueño y a la vigilia se encuentran acetilcolina, histamina, adrenalina, cortisol y serotonina.

Los genes y el sueño

Los genes pueden jugar un rol significativo en cuánto sueño necesitamos.  Los científicos han identificado varios genes involucrados en el sueño y los trastornos del sueño, incluidos los genes que controlan la excitabilidad de las neuronas y los genes "reloj" como Per, tim y Cry que influyen en nuestro ritmo circadiano y en la hora de dormir.  Estudios de amplia asociación genómica han identificado lugares en varios cromosomas que aumentan nuestra susceptibilidad para trastornos del sueño.  Así mismo, se han identificado diferentes genes en trastornos del sueño como el trastorno del sueño por fases avanzado familiar, la narcolepsia y el síndrome de piernas inquietas.  Algunos de los genes expresados en la corteza cerebral y otras áreas del cerebro cambian su nivel de expresión entre el sueño y el despertar.  Varios modelos genéticos —como el del gusano, la mosca de la fruta y del pez cebra— están ayudando a los científicos a identificar mecanismos moleculares y variantes genéticas involucradas en el sueño normal y en los trastornos del sueño.  Investigación adicional proporcionará un mejor entendimiento de los patrones de sueño heredados y los riesgos de los trastornos circadianos y del sueño. 

Estudios del sueño

Su proveedor de atención médica puede recomendar una polisomnografía u otra prueba para diagnosticar un trastorno del sueño.  Una polisomnografía, por lo general, implica pasar la noche en un laboratorio o centro del sueño.  Registra respiración, niveles de oxígeno, movimientos de los ojos y los miembros, frecuencia cardíaca y ondas cerebrales durante la noche.  También su sueño se graba en video y audio.  Los datos pueden ayudar a un especialista en sueño a determinar si logra y procede adecuadamente a través de las varias etapas del sueño.  Los resultados se pueden usar para desarrollar un plan de tratamiento o para determinar si se necesitan pruebas adicionales. 

Seguimiento del sueño a través de tecnología inteligente             

Millones de personas están usando aplicaciones de teléfonos inteligentes, monitores de cama y elementos que se pueden poner en el cuerpo (como brazaletes, relojes inteligentes y bandas para la cabeza) para recopilar y analizar, de manera informal, datos sobre su sueño.  La tecnología inteligente puede registrar sonidos y movimientos durante el sueño, horas de sueño diarias y monitorear la frecuencia cardíaca y la respiración.  Al usar una aplicación de acompañamiento, los datos de algunos dispositivos se pueden sincronizar con un teléfono inteligente o tableta o cargar en una computadora personal. Otras aplicaciones y dispositivos hacen ruido blanco, producen luz que estimula la producción de melatonina y utilizan vibraciones suaves que nos ayudan a dormir y despertar.

Consejos para tener un buen sueño nocturno    (barra lateral)

Dormir suficiente es bueno para su salud.  A continuación se presentan algunos consejos para mejorar su sueño:

Establezca un horario – acuéstese y despiértese a la misma hora cada día.

Ejercítese de 20 a 30 minutos al día, pero no más de algunas horas antes de acostarse.

Evite la cafeína y la nicotina tarde en el día y las bebidas alcohólicas antes de irse a la cama.

Relájese antes de acostarse – pruebe con un baño caliente, leer u otra rutina relajante.

Cree un ambiente para dormir – evite las luces brillantes y los sonidos altos, mantenga la habitación a una temperatura confortable y no vea televisión ni tenga la computadora en su habitación.

No se acueste en la cama sin sueño.  Si no puede dormirse, haga algo como leer o escuchar música hasta que se sienta cansado. 

Consulte a un médico si tiene problemas para dormir o si se siente inusualmente cansado durante el día.  La mayoría de los trastornos del sueño se pueden tratar de manera eficaz.

Esperanza a través de la investigación       

Los científicos continúan aprendiendo sobre la función y regulación del sueño.  Un enfoque clave de la investigación es entender los riesgos que implica estar privado crónicamente de sueño y la relación entre sueño y enfermedad.  Las personas que están privadas crónicamente del sueño tienen más probabilidad de tener sobrepeso, accidentes cerebrovasculares y enfermedad cardiovascular, infecciones y ciertos tipos de cáncer que las que duermen suficiente.  Las alteraciones del sueño son frecuentes entre personas con trastornos neurológicos relacionados con la edad como la enfermedad de Alzheimer y el Parkinson.  Persisten muchos misterios sobre la asociación entre el sueño y esos problemas de salud.  ¿La falta de sueño lleva a ciertos trastornos o ciertas enfermedades producen falta de sueño?  Esas y muchas otras preguntas sobre el sueño representan la frontera de la investigación sobre el sueño.

El Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares

Desde su creación por el Congreso en 1950, el NINDS ha crecido hasta convertirse en el principal sostén de la investigación neurológica en los Estados Unidos. La mayoría de las investigaciones financiadas por el NINDS son realizadas por científicos en instituciones públicas y privadas, como universidades, escuelas de medicina y hospitales. Los científicos del gobierno también realizan una amplia gama de investigaciones neurológicas en los más de 20 laboratorios y sucursales del NINDS en sí. Estas investigaciones abarcan desde estudios sobre la estructura y función de las células cerebrales individuales hasta pruebas de nuevas herramientas de diagnóstico y tratamientos para personas con trastornos neurológicos.

Para obtener información sobre otros trastornos neurológicos o programas de investigación financiados por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, comuníquese con la Red de Información y Recursos Cerebrales del Instituto (BRAIN, por sus siglas en inglés) al:

BRAIN
P.O. Box 5801
Bethesda, MD 20824
(800) 352-9424

 

Preparado por:
La Oficina de comunicación y enlace público
Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares
Institutos Nacionales de Salud
Bethesda, MD 20892

 

Publicacion No. 17-NS-3440C-SP            Agosto 2017