¿Necesitamos un cerebro para dormir?

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Por Alejandra Díaz Valdivia, CINV

Aproximadamente 600 millones de años nos separan de los animales que esbozaron las primeras neuronas, a pesar de esto, el comportamiento de dormir es más transversal de lo que pensamos.

Todos entendemos lo importante que es el dormir en nuestras vidas, donde generalmente tenemos una capacidad de respuesta sensorial muy reducida y nos encontramos en un estado de inmovilidad que es rápidamente reversible. A pesar de esto, el funcionamiento del dormir en el reino animal no está del todo claro, por sobre todo en animales que carecen de sistema nervioso central. Hoy en día se sabe que una gran variedad de animales invertebrados tales como el gusano Caenorhabditis elegans, y algunos insectos, dentro de ellos la mosca de la fruta, abejas y cucarachas poseen estados de quiescencia nocturna, que básicamente es la disminución en la actividad que presenta un individuo y su baja respuesta ante un estímulo, similar a lo que experimentamos nosotros cuando dormimos.

Hasta ahora no había sido descrito que el dormir estuviera presente en las medusas, animales que se diferenciaron de nuestro ancestro más cercano hace millones de años. Es por esto que Paul Sternberg, investigador del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) del Caltech se preguntó si era posible que la medusa del género Cassiopea manifestara un estado similar al sueño.

Evolutivamente el grupo de los cnidarios (al cual pertenecen las medusas) fue el primer grupo taxonómico en diferenciarse al poseer tejidos mas especializados. Estos animales ancestrales a diferencia de nosotros no tienen neuronas organizadas de forma centralizada, pero si propagación del impulso nervioso y neurotransmisores.

La medusa del género Cassiopea presenta un movimiento ritmico de pulsos continuos, donde contrae y relaja su anillo a una tasa de 1 pulso por segundo, este mecanismo le permite realizar procesos vitales como alimentación, reproducción y liberación de sustancias dañinas para la medusa. Este animal tiene un comportamiento característico, ya que, vive al revés en el fondo del mar con sus tentáculos ubicados sobre su cuerpo. Los pulsos de actividad son regulados por la luz a través de órganos sensoriales llamados ropalia, encargados de detectar la gravedad.

Aquellas características, permitieron al equipo de Sternberg determinar si esta medusa presentaba un comportamiento similar al de dormir o quiescencia, el cual sería un requisito evolutivo para desarrollar el sueño. Para evaluar el comportamiento de estas medusas, se utilizaron acuarios con cámaras a un costado, de esta forma cuando se producía un cambio en el color de la imagen que estaba siendo grabada, se contabilizaba como un pulso contráctil o de relajación. Esto permitió obtener registros de actividad y de esta forma calcular el intervalo de tiempo entre cada pulso.

Con esta estandarización siguieron el comportamiento de las medusas durante 6 noches consecutivas, demostrando que estos animales poseen una menor actividad durante la noche. La disminución de la actividad durante la noche se producía paulatinamente, y en su contraparte, en el día la mayor actividad se producía cuando las medusas eran alimentadas. Junto con aquello testearon la capacidad de revertir el estado quiescente nocturno, alimentando a las medusas durante la noche, esto provocó un aumento transitorio de los niveles de actividad, concluyendo así que el estado quiescente de Cassiopea es rápidamente reversible siendo esto coherente con un estado similar al de dormir.

Tanto en su ambiente natural, como en un sistema cerrado, las medusas Cassiopea prefieren estar sobre el sedimento o fondo del acuario, respectivamente, por lo que si este animal es depositado en la columna de agua, se reorientará rápidamente para ubicarse en el fondo del acuario.

Los investigadores utilizaron esta habilidad de la medusa forzándolas a moverse durante el día y la noche. Durante la noche las medusas incrementaron el tiempo para producir el primer pulso y comenzar a moverse, así como también en el tiempo para llegar al fondo del acuario en comparación con el día. Este incremento en la latencia en respuesta ante un estímulo indica que Cassiopeaposee una respuesta reducida al estímulo durante la noche.

En humanos, cuando el dormir se reduce por 1 o 2 horas, es posible recuperar las horas de descanso el día siguiente, lo que se denomina regulación homeostática. Para determinar si Cassiopeapresentaba una regulación homeostática, en este estudio se reprimió la quiescencia usando un estímulo mecánico por 6 a 12 horas tanto en el día como en la noche. Las medusas eran fastidiadas con un chorro de agua durante 10 segundos cada 20 minutos, lo que causaba el aumento transitorio de la actividad de la medusa. Gracias a este experimento notaron que cuando la perturbación era aplicada en los últimas 6 horas de la noche, se observaba una disminución significativa de la actividad de las 4 primeras horas del día siguiente. Este resultado se traduce en que la privación del dormir genera una desrregulación funcional al día siguiente.

A pesar de estos antecedentes, al dormir no siempre se requiere una regulación homestática, ya que, algunos cetáceos y aves migratorias, no necesitan recuperar el sueño perdido luego de recorrer grandes distancias. Esto es porque el dormir es un estado de reposo que varía enormemente entre especies y durante la vida de un organismo. En esta línea, la presente investigación nos abre una puerta respecto de la funcionalidad evolutiva que nos ofrece el dormir, apoyando la hipótesis de que este surgió a partir de un linaje de animales muy antiguo. Así que la próxima vez que te encuentres nadando en el océano y tengas enfrente a una medusa, intenta nadar lo más rápido posible porque seguramente tomó su descanso nocturno.

Vínculo al artículo original: http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(17)31023-0

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