El sueño REM

Cuando los pioneros en la investigación científica del sueño comenzaron a utilizar la electroencefalografía (EEG) para medir la actividad eléctrica del cerebro, observaron que durante las primeras fases del sueño las ondas EEG de bajo voltaje y alta frecuencia características de la vigilia tendían a sincronizarse, a tener un mayor voltaje y una menor frecuencia. Así, como cabía esperar, a medida que la persona dormía las ondas tenían una mayor amplitud y eran más lentas. Pero transcurridos unos 90 minutos desde el inicio del sueño, y aunque el sujeto seguía dormido y se hallaba especialmente inerte por lo que se refiere al movimiento corporal, las ondas EEG se desincronizaban y comenzaba un periodo dominado por ondas rápidas y de bajo voltaje similares a las de una persona despierta. Una vez terminado este episodio, el ciclo volvía a empezar, repitiéndose varias veces a lo largo de la noche. En 1953, Nathaniel Kleitman y su alumno en la Universidad de Chicago Eugene Aserinsky, descubrieron que durante estos periodos los ojos se movían rápidamente bajo los párpados cerrados de los sujetos que dormían, por lo que llamaron a esta fase del sueño el sueño de los movimientos oculares rápidos o REM (por Rapid Eye Movement). El resto de las fases del sueño en su conjunto podrían denominarse sueño no-REM (NREM), aunque la práctica común es referirse a ellas como sueño de ondas lentas.

Además de desincronizarse las ondas EEG y de aparecer los movimientos rápidos de los ojos, durante el sueño REM se produce una actividad fisiológica similar en ciertos aspectos a la de la vigilia (por lo que también se le conoce como sueño paradójico) y bastante diferente a la de las otras fases del sueño. En muchas estructuras cerebrales se incrementa la actividad (consumo de oxígeno, flujo sanguíneo, disparo neuronal, etc.) hasta alcanzar niveles de vigilia. La presión sanguínea aumenta, el ritmo cardiaco se acelera y la respiración se hace más frecuente. Al mismo tiempo se produce una pérdida del tono muscular, quedando los músculos voluntarios del cuerpo profundamente paralizados, funcionando solamente los músculos involuntarios como los del corazón. Asimismo, los músculos de las extremidades se contraen ocasionalmente y los genitales se congestionan y excitan con regularidad.

Esta actividad fisiológica, que con la excepción de la atonía muscular sugiere la presencia de emociones, ha provocado que desde un principio se haya relacionado el sueño REM con los sueños. Utilizando la técnica, poco sofisticada pero efectiva, de despertar a los sujetos y preguntarles que han soñado, los investigadores han descubierto que la capacidad de recordar los sueños, así como el contenido de los mismos, varía en función de la fase en que la persona es despertada. Si el despertar se produce durante la fase REM, más del 80% de los sujetos son capaces de recordar lo que han soñado, informando de sueños que suelen ser de naturaleza narrativa y secuencial, y que presentan cualidades visuales intensas y a menudo emocionales. Sin embargo, cuando son despertadas durante el sueño de ondas lentas, el porcentaje de recuerdo es inferior al 10% y los sueños  tienden a ser más estáticos y fragmentados, menos intensos y emocionales, y más relacionados con experiencias cotidianas.

El porcentaje de sueño REM del total varía durante el desarrollo. De las 16 horas diarias que duerme un recién nacido, aproximadamente el 50% corresponden al sueño REM, bajando este porcentaje hasta aproximadamente el 25-30% del tiempo de sueño a los seis meses de edad y a un 20% de un promedio de 12 horas de sueño a los tres años. Hacia los 14 años aparece el patrón de sueño adulto, en el que el sueño REM es aproximadamente el 20% de ocho horas de sueño, manteniéndose hasta el envejecimiento, momento en el que se produce una disminución gradual tanto en el sueño total como en el sueño REM. Pero la duración de esta fase del sueño también parece estar relacionada con otros factores. Por ejemplo, se ha observado que aumenta tras una lesión cerebral o tras periodos de aprendizaje intenso, y que es relativamente reducido en individuos mentalmente retrasados.

Los mecanismos neuronales que regulan el sueño REM tienen un alto nivel de complejidad. En esta regulación parecen estar involucrados múltiples sitios diseminados por toda la formación reticular caudal, cada uno de los cuales es responsable del control de uno de los principales índices del sueño REM (un sitio es responsable de la reducción del tono muscular, otro de la desincronización del EEG, otro de los movimientos oculares rápidos, etc.). Según parece, es la interacción entre neuronas estimulantes e inhibitorias de esta formación la que provoca la activación/desactivación coordinada de los diferentes centros de control, dando lugar de esta manera al ciclo recurrente del sueño REM. Pero en un mecanismo tan complejo, con tantas estructuras y circuitos neuronales implicados, hay muchas cosas que pueden funcionar mal, pudiendo provocar, cuando esto ocurre, trastornos como la narcolepsia, la cataplexia, la parálisis del sueño o las alucinaciones hipnagógicas, entre otros.

Aunque todavía falta mucho por saber sobre sus mecanismos y funciones, el sueño REM parece estar relacionado con los sueños, con el crecimiento y reparación cerebral, con los procesos de aprendizaje y de consolidación de la memoria y con ciertos trastornos del sueño, lo que pone de manifiesto la importancia de esta fase del sueño y la necesidad de seguir investigando sobre ella. 

Alcohol y Memoria. El Síndrome de Korsakoff

El síndrome de Korsakoff es un trastorno neuropsicológico producido por un déficit de tiamina (vitamina B₁), siendo una parte importante de los afectados por este trastorno alcohólicos crónicos. La mayor parte de las calorías que consumen estas personas provienen del alcohol, que carece de vitaminas, y como el alcohol interfiere con el metabolismo de la tiamina, la poca que ingieren es de escasa ayuda. Este hecho provoca diversas lesiones cerebrales, principalmente en estructuras diencefálicas, que a su vez se ven agravadas por el efecto tóxico que el alcohol tiene sobre el sistema nervioso.

Entre los diferentes síntomas de este trastorno el más característico es la pérdida de memoria. Aunque en un principio se pensaba que los pacientes de Korsakoff solamente sufrían amnesia anterógrada, los estudios realizados relacionaron este trastorno también con una amnesia retrógrada grave. Además presentan alteraciones en la orientación temporal, así como falta de consciencia de su déficit de memoria, lo que les hace tener tendencia a la fabulación, es decir, a imaginar e inventar tramas y argumentos con los que llenar sus “vacíos temporales”.

La distinción entre amnesia retrógrada y amnesia anterógrada se basa en la información que el paciente pierde en relación con el momento en que se produce la lesión cerebral, así, la amnesia retrógrada hace referencia a la pérdida de memoria relacionada con información previa a la lesión y la amnesia anterógrada a la pérdida de información posterior a dicha lesión. En la amnesia retrógrada, la información que se pierde suele estar relacionada principalmente con hechos y sucesos, no afectando, o afectando en menor medida a actividades motoras o al lenguaje. Los pacientes que sufren este déficit pierden recuerdos relacionados con su historia personal (fechas, personas, acontecimientos, etc.), pérdida que suele ser mayor para los sucesos más cercanos a la lesión, pero que, en los casos más graves, puede abarcar toda una vida. En el caso de la amnesia anterógrada, existe una incapacidad para recordar información novedosa. Aunque el paciente mantiene la capacidad de almacenar información a corto plazo, es incapaz de codificar nueva información, de crear nuevos recuerdos duraderos. Cuando la información deja de estar activa, cuando se deja de pensar en una experiencia nueva, ésta desaparece como si nunca hubiera existido. Es por ello que el recuerdo más reciente para las personas que sufren este tipo de amnesia estará relacionado con sucesos previos a la lesión, por lo que viven anclados en algún momento de su pasado. Dependiendo de la gravedad del trastorno y del tiempo que lleven padeciéndolo, los pacientes de Korsakoff pueden ver borrados años enteros de su vida sin que sean conscientes de ello. Encontrarse en un mundo totalmente diferente del que recuerdan, un mundo en el que pasa el tiempo para todos menos para ellos, hace que vivan en un estado de permanente confusión. Cualquier explicación, cualquier intento de aclarar su situación será olvidado inmediatamente, volviendo el paciente a su estado anterior.

Cuando del síndrome se encuentra en sus fases más avanzadas aparecen diferentes problemas sensoriales y motores, confusión extrema y cambios de personalidad. También se ha observado que estos pacientes tienen un alto riesgo de padecer enfermedades graves de hígado, de corazón o gastrointestinales, pero es posible que esto se deba más al consumo excesivo de alcohol que al síndrome en sí mismo. En cuanto a las zonas cerebrales implicadas, diferentes estudios han relacionado el síndrome de Korsakoff con lesiones en el diencéfalo, principalmente en los cuerpos mamilares del hipotálamo y en los núcleos mediodorsales del tálamo, así como con daños difusos en otras estructuras encefálicas, principalmente en la neocorteza y en el cerebelo.

Tumores, traumatismos craneoencefálicos, derrames cerebrales, enfermedades neurodegenerativas o cualquier otra dolencia que pueda producir una lesión cerebral es susceptible de provocar amnesia en un grado u otro. Cuando esto ocurre, y más si es de la gravedad de la amnesia de Korsakoff, uno no puede sino preguntarse ¿soy yo si mis recuerdos, mis experiencias, desaparecen?, o yendo más allá, si no tengo memoria ¿he tenido una vida?

¿Por qué se suicidan las neuronas?

Se ha observado que a lo largo de todo el ciclo vital, aunque principalmente durante las primeras fases del desarrollo, las neuronas mueren a causa de la activación de un programa genético de suicidio celular denominado apoptosis. Éste es un proceso controlado y seguro, diferente al caótico proceso asociado a la muerte neuronal por necrosis.

Aunque la apoptosis y la necrosis conllevan la muerte de la célula, se diferencian en aspectos importantes. La apoptosis es un proceso activo en el que la neurona se autodestruye, mientras que en la necrosis la neurona es una víctima pasiva de una lesión (por asfixia, envenenamiento, etc.) y muere como consecuencia de ella. Si la apoptosis es análoga a un suicidio, la necrosis lo es a un asesinato. En la muerte celular apoptótica, las células comienzan a contraerse y a arrugarse bajo control genético. Es un tipo de muerte sutil, donde la célula se apaga poco a poco, siendo finalmente consumida por células locales, sin que se produzca una respuesta inflamatoria. La necrosis, por su parte, se caracteriza por una grave y repentina lesión asociada a una respuesta inflamatoria. La célula necrótica se rompe y derrama sus contenidos al líquido extracelular, lo que provoca la inflamación y la afluencia de células del sistema inmunitario, que ingieren las células descompuestas. Si la apoptosis es un proceso controlado, seguro y limpio, la necrosis es un proceso caótico, sin control, que pone en peligro a las células circundantes, pudiendo provocar su muerte.

En definitiva, la apoptosis es un mecanismo natural que permite eliminar células de forma segura, limpia y ordenada, pero ¿por qué habría de suicidarse una neurona? Un motivo sería el de proteger a las neuronas sanas de su alrededor. Cuando una neurona o su ADN resultan dañados por un virus o una toxina, la apoptosis destruye la célula enferma de manera controlada, evitando la extensión de la lesión. Otro motivo, todavía más importante, es que la apoptosis parece constituir una parte natural e importante del desarrollo del sistema nervioso central inmaduro.

El desarrollo del sistema nervioso parece basarse en el principio de supervivencia del más apto, ya que entre el 50 y el 90% de muchos tipos de neuronas mueren en las primeras fases del desarrollo, sobreviviendo solamente las más aptas. Las neuronas compiten vigorosamente para migrar, inervar las neuronas diana y absorber los factores neurotróficos (sustancias químicas vitales que se aportan a las neuronas desde sus lugares de destino) necesarios para alimentar este proceso. Se considera que mientras el cerebro está todavía en fase de formación en el útero, “solamente” 100.000 millones de neuronas humanas, seleccionadas entre cerca de un billón, lograrán migrar a los lugares correctos donde podrán funcionar adecuadamente, destruyéndose apoptóticamente (suicidándose) el resto.

En esta selección neuronal parecen estar implicados los factores neurotróficos (también llamados neurotrofinas). Estos factores (existen docenas de ellos) forman el caldo cerebral de sustancias químicas que baña y alimenta a las células nerviosas. Algunos de ellos pueden provocar la muerte apoptótica de la neurona, otros pueden actuar de protectores, haciéndola prosperar, y otros que, dependiendo del receptor neuronal con el que interactúen, pueden hacer una cosa o la otra. De esta manera, a través de los factores neurotróficos, el sistema nervioso parece decidir qué neuronas viven y qué neuronas mueren.

El suicidio de las neuronas (y de otras células) que se han vuelto superfluas o disfuncionales es vital, tanto para la salud del organismo como para su correcto funcionamiento. Pero la apoptosis  puede convertirse en un grave problema. Si se inhiben los programas genéticos que regulan la muerte celular apoptótica, la consecuencia puede ser una acumulación celular exagerada, es decir, cáncer, y si se activan de manera inadecuada, la consecuencia puede ser una pérdida celular excesiva. De hecho, se considera que la apoptosis es un factor importante en las lesiones cerebrales provocadas por tumores, trastornos cerebrovasculares, traumatismos, infecciones, toxinas, etc., ya que producen sus efectos, en parte, al activar programas genéticos de autodestrucción celular. Asimismo, se considera que una apoptosis inapropiada contribuye a la pérdida neuronal en las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson, Huntington o esclerosis lateral amiotrófica (ELA).

En los últimos años se han realizado, y se continúan realizando, numerosas investigaciones con el fin de conocer las vías y mecanismos mediadores de la apoptosis celular, ya sea para inducirla en el tratamiento del cáncer o inhibirla en el tratamiento de lesiones cerebrales y enfermedades neurodegenerativas. A pesar de los avances logrados en la comprensión y conocimiento de estos procesos, todavía no se han conseguido resultados positivos importantes para el tratamiento de pacientes humanos. Pero, sin duda, nos encontramos ante un área de investigación con enormes posibilidades terapéuticas.