La ciencia del sueño
Desde neurocientíficos hasta ingenieros, los investigadores de la USC profundizan en lo que sucede durante el sueño y en cómo ayudarnos a obtener más.
En el cuento de hadas clásico, Blancanieves muerde una manzana y se desliza en un estado de animación suspendida. Para su compañera productora de ficción, el personaje de Catskills, Rip Van Winkle, un sorbo de alcohol ilegal le da el lujo de dormir durante la Guerra Revolucionaria Americana. El sueño ha aparecido durante mucho tiempo en nuestro libro de cuentos colectivo como un enigmático inframundo, un lugar lejano donde ocurren cosas extrañas y luego se olvidan a nuestro regreso a la realidad.
Resulta que hay una razón para la mitología. A la izquierda para investigar por qué los humanos pasan casi un tercio de nuestras vidas en el sueño, y qué sueño tienen, los científicos no tienen una respuesta simple.
“Por qué dormimos sigue siendo uno de los mayores misterios sin resolver de la ciencia”, dice Terese Hammond, Keck Medicine del médico de cuidados intensivos pulmonares de la USC y director del Centro de trastornos del sueño de la USC. “Nadie conoce aún el verdadero propósito y la naturaleza del estado de sueño”.
¿Por qué estornudas, tienes la nariz que moquea, etc., solo después de que te despiertas?
¿Con qué frecuencia debo dejar descansar mis riñones?
¿Por qué no morimos de hipotermia en un clima de 80 grados (Fahrenheit)?
Puede que no sepamos las razones detrás de esto, pero esto es lo que está claro: muchos de nosotros no tenemos suficiente.
Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU., Más de un tercio de los estadounidenses reciben menos de las siete horas de sueño requeridas por día. Con el tiempo, la falta de sueño afecta nuestro bienestar, tanto así que el CDC lo llama una epidemia de salud pública. Eso hace que el campo sea una frontera formidable para los científicos y los médicos.
“Este es un momento muy emocionante para la investigación del sueño”, dice Steve Kay, decano del Colegio de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC y un biólogo que ha estudiado durante mucho tiempo el ciclo sueño-vigilia. También es un área en crecimiento para los médicos de la USC y otros profesionales de la salud que ven los efectos más amplios del mal sueño entre los pacientes en sus clínicas y salas de examen.
ENTENDIENDO EL SUEÑO
¿Qué nos sucede en esas primeras horas cuando yacemos inconscientes en nuestras camas? Bastante.
Después de la deriva, pasamos por varios ciclos de lo que se denomina sueño no rápido de movimiento ocular (no REM), seguido de ciclos de sueño de movimiento ocular rápido (REM). Durante el sueño no REM, el cuerpo se repara y restaura, formando hueso y músculo, sanando heridas y reforzando las defensas inmunes. En el sueño REM, la temperatura corporal disminuye y la sangre se espesa. La presión sanguínea y el pulso se vuelven erráticos. Los músculos se apagan.
El cerebro, sin embargo, bulle de actividad. Las neuronas colinérgicas, que ayudan a almacenar recuerdos, disparan durante REM, dice Julie Dopheide, profesora de farmacia clínica, psiquiatría y ciencias del comportamiento en la Facultad de Farmacia de la USC y en la Escuela de Medicina Keck. REM es cuando ocurren los sueños. Y puede ser durante este tiempo que el cerebro intente interpretar y organizar la información.
Los neurocientíficos de USC Dornsife y los ingenieros de USC Viterbi están tratando de descubrir qué sucede en el cerebro durante el sueño. Gracias a los avances en tecnología de imágenes y una subvención de $ 9.7 millones National Institutes of Health, el equipo de investigación de USC está mapeando neuronas en el cerebro del pez cebra vivo para ver cómo cambian sus patrones de actividad a medida que los animales duermen o forman nuevos recuerdos. “Los circuitos cerebrales son la base de la complejidad de la conciencia humana”, dice Kay, por lo que romper las barreras de imágenes será fundamental para “ver” dormir.
La investigación de Kay y otros ha mejorado nuestra comprensión del sistema de temporización natural que regula cuándo nos dormimos y cuándo despertamos. Conocido como el sistema circadiano, este reloj interno mantiene ciclos de sueño y vigilia de 24 horas a través de señales del hipotálamo del cerebro. Nuestro sistema circadiano responde a señales ambientales tales como la oscuridad y la luz, el uso de hormonas para estimular la somnolencia o despertarnos. Si los ritmos circadianos no están sincronizados con los ciclos diurnos y nocturnos, después de un vuelo en el extranjero o un turno de noche, por ejemplo, el sistema generalmente se realinea en unos pocos días. Sin embargo, a veces la vida se interpone en el camino de la biología y los sistemas salen mal.
DEMASIADO OCUPADO PARA DORMIR
Con dispositivos móviles que permiten la comunicación las 24 horas del día, los 7 días de la semana y películas y espectáculos ilimitados disponibles digitalmente con solo tocar un botón, es fácil mantenerse despierto hasta tarde viendo una serie o actualizando un informe para el jefe. No es de extrañar que muchos de nosotros no logremos las siete a nueve horas de sueño recomendadas por noche. Entre los adolescentes, el tiempo de repetición disminuyó constantemente entre 1991 y 2012, y el 10 por ciento de los estudiantes de secundaria afirman que solo duermen cinco horas por noche.
“Usamos nuestra falta de sueño como una insignia de honor”, dice el especialista en sueño de Keck Medicine, Raj Dasgupta.
Como nación, no solo estamos perdiendo el tiempo de dormir, estamos perdiendo los beneficios de salud que trae el sueño. El sueño inadecuado está relacionado con casi una quinta parte de los accidentes automovilísticos graves. También parece debilitar la fuerza de voluntad de una persona para comer porciones normales y elegir alimentos saludables en lugar de basura, según la investigación.
Si el sueño escaso se convierte en la norma, las consecuencias pueden aumentar. Los problemas del ciclo sueño-vigilia a largo plazo pueden alterar la actividad de los genes que regulan el metabolismo y la inmunidad, lo que puede generar problemas al estimular enfermedades como la diabetes tipo 2.
Hace varios años, Kay y sus colegas encontraron un vínculo bioquímico clave entre los ritmos circadianos y la diabetes. En sus estudios con ratones, descubrieron que la misma proteína que regula el reloj circadiano también controla la producción de glucosa en el hígado. Demasiada glucosa en la sangre es una complicación grave de la diabetes. El equipo de Kay encontró una manera de aprovechar esa proteína de reloj para disminuir la producción de glucosa, haciendo que los ratones diabéticos sean más saludables.
Pero hay más que diabetes. “La interrupción crónica de los patrones de sueño está fuertemente relacionada con las enfermedades cardiovasculares y con un fuerte aumento en la incidencia de cáncer de mama”, dice Kay, citando hallazgos de grandes estudios en Estados Unidos y Japón.
Otros estudios realizados en el laboratorio sugieren que mantenerse despierto por mucho tiempo puede matar las células cerebrales y afectar la eliminación de proteínas tóxicas, incluida la beta amiloide, que se acumula en los cerebros de las personas con la enfermedad de Alzheimer.
SUEÑO, INTERRUMPIDO
Mucha gente acude al Centro de Trastornos del Sueño de la USC después de años, a menudo décadas, de lucha, dice Hammond. De hecho, entre 50 y 70 millones de adultos en EE. UU. Padecen trastornos crónicos del sueño.
Por lo general, debe tomar menos de 15 minutos para conciliar el sueño. “Si toma más de media hora y afecta su función al día siguiente, se considera insomnio”, explica Dopheide. Las personas con insomnio no solo luchan por dormirse, sino que también se despiertan repetidamente.
Si dar vueltas y vueltas es parte de tu rutina nocturna, no lo descartes, advierte Dopheide. Las causas varían desde factores simples como la temperatura ambiente hasta problemas graves como la apnea del sueño o la depresión. “Una de las primeras cosas que sale mal cuando tienes un problema psicológico o físico es tu sueño”, dice. “El insomnio es un marcador de mala salud”.
Pregúntale a Jennifer Ailshire, socióloga de la USC Davis School of Gerontology y Ethel Percy Andrus Gerontology Center. Ella estudia cómo las relaciones familiares afectan la salud, incluida la calidad del sueño. En un estudio de 2012, descubrió que las relaciones exigentes con los miembros de la familia pueden dañar el sueño, y se trata de algo más que pelear con su cónyuge antes de acostarse. Incluso el contacto regular con un padre o un niño desafiante que vive fuera del hogar puede causar problemas para dormir.
Hay otro culpable moderno de insomnio: la luz artificial. La luz nocturna suprime la producción del cuerpo de melatonina, una hormona que promueve el sueño, y la luz azul que emana de las computadoras y otros dispositivos electrónicos es particularmente dañina.
Un estudio reciente llevado a cabo en el Hospital Brigham and Women’s de Boston lo atestiguó. Mostró que los adultos jóvenes que leen en una tableta durante cuatro horas antes de acostarse tardan más en dormirse, pasan menos tiempo en los ciclos REM y se despiertan al día siguiente sintiéndose más atontados que los que leen un libro impreso. Los científicos que analizaron las muestras de sangre de los voluntarios encontraron que el grupo de tabletas tenía niveles más bajos de melatonina.
“Este trabajo es realmente sólido”, dice Kay. “A mis hijos no se les permite usar iPads después de las 6 p.m. ahora”.
Unos 20 millones de adultos estadounidenses pueden culpar a otro problema por su insomnio: la apnea del sueño. Cada noche, roncan, se despiertan y respiran aire una y otra vez, señala Eric Kezirian, otorrinolaringólogo de Keck Medicine y experto internacional en el tratamiento de los ronquidos y la apnea obstructiva del sueño.
“Tu garganta es básicamente un tubo rodeado de músculo”, dice Kezirian. “Se puede colapsar durante el sueño profundo y bloquear la respiración”. Las personas con apnea del sueño severa pueden despertarse 30 o más veces por hora, aumentando su riesgo de ataque cardíaco y accidente cerebrovascular.
Hombre bostezando – Imagen de © Kate & Camilla / Corbis
SOLUCIONES SNOOZE
Afortunadamente, las innovaciones están ayudando a médicos como Kezirian a tratar la apnea del sueño. Mientras que muchos pacientes respiran mejor al usar lo que se llama un dispositivo de presión positiva continua en las vías respiratorias, o CPAP, otros no pueden dormir cómodamente mientras usan uno. Algunos han encontrado alivio de un nuevo tratamiento para la apnea del sueño aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos el año pasado. Llamado Inspire® Upper Airway Stimulation ™, este dispositivo quirúrgicamente implantable mantiene la vía aérea abierta estimulando eléctricamente el nervio que controla el movimiento de la lengua. Keck Medicine fue el primer grupo en Los Ángeles (y uno de los relativamente pocos en el mundo) en ofrecer el tratamiento Inspire.
A veces la apnea es misteriosa. Kezirian es un líder internacional en una prueba llamada endoscopia de sueño inducida por medicamentos, que le permite usar una cámara pequeña para observar el posicionamiento de la cavidad nasal durante el sueño. “Si podemos descubrir qué causa la obstrucción de la respiración, podemos brindar un tratamiento más específico y efectivo”, dice.
Es por eso que un trío de investigadores de la USC recientemente desarrolló una nueva herramienta de imágenes para niños con apnea del sueño. Los pacientes se someten a exploraciones MRI especializadas que producen un video en tiempo real de la apertura y el cierre de las vías respiratorias durante el sueño natural, y que pueden ayudar a los médicos a identificar la fuente de problemas respiratorios, dice Krishna Nayak, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica Ming Hsieh de USC Viterbi. Trabajó con el Hospital de Niños de Los Ángeles y la neumóloga pediátrica de Keck Medicine, Sally Ward, y el ingeniero biomédico de USC Viterbi, Michael Khoo, para desarrollar y probar la nueva técnica. Cerca de 50 personas han recibido el procedimiento hasta el momento, dice Nayak.
Khoo y otros también están estudiando cómo una herramienta llamada electroencefalografía (EEG) puede iluminar la calidad del sueño. Los electrodos colocados en la cabeza pueden registrar patrones de ondas cerebrales, mientras que otros sensores detectan los movimientos oculares, los movimientos de las extremidades, la frecuencia cardíaca y los patrones de respiración mientras una persona duerme. Estas mediciones revelan patrones de sueño y excitaciones, que pueden ayudar a los médicos a diagnosticar los trastornos del sueño y obtener información sobre las posibles causas.
El Centro de trastornos del sueño de la USC también trata afecciones raras, como la narcolepsia, el sueño, el sueño y los trastornos del movimiento asociados con el sueño, como el síndrome de piernas inquietas. “Una evaluación minuciosa del sueño puede ser muy buena para los pacientes, especialmente aquellos con quejas prolongadas sobre el sueño, porque puede identificar objetivos para la terapia que mejorarán el funcionamiento y el bienestar durante el día”, dice Hammond.
Fuera de la clínica del sueño, puede haber una manera mucho más económica, aunque de menor resolución, de medir el sueño: utilizando monitores portátiles y aplicaciones de salud móviles que puede descargar en su teléfono inteligente. “Vamos a pasar por una era de ‘grandes datos’ para recopilar patrones de sueño-vigilia”, dice Kay. Señala, sin embargo, que “si bien esto nos permite ‘comprender’ ampliamente las conductas del sueño, no es ‘profundo’ de la misma forma que un EEG recopila datos interesantes sobre un número mucho menor de individuos. Entonces uno no reemplaza al otro “.
En última instancia, no necesita los últimos wearables o aplicaciones telefónicas para priorizar el sueño. “Trátelo como si tratara el ejercicio y la dieta”, dice Kezirian. “Es importante para su salud y para aprovechar al máximo la vida”.
Ilustraciones de Oscar Bolton Green
Obtenga más información sobre el programa de medicina del sueño dentro de USC Tina y el Departamento de Otorrinolaringología Rick Caruso – Cirugía de Cabeza y Cuello y el Centro de Trastornos del Sueño de USC en Keck Medicine de USC.
Referencia: Keck Medicine of USC – La ciencia del sueño
Arriba hay un gráfico de cómo fluctúa entre las diferentes etapas REM cuando duerme, lo que los científicos descubrieron cuando intentaban descubrir por qué las personas son más fáciles de despertar en determinados momentos. Cuando estás en la Etapa 4, estás soñando y es más difícil despertarse. 