Una investigación comprueba que el tamaño de la pupila fluctúa constantemente durante el sueño

Un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (Suiza) ha observado que el tamaño de la pupila fluctúa constantemente durante el sueño, lo que supone que puede aumentar de tamaño o disminuir, unos cambios se producen en cuestión de segundos o a lo largo de varios minutos.

"Esta dinámica refleja el estado de excitación o el nivel de activación cerebral en las regiones responsables de la regulación sueño-vigilia. Estas observaciones contradicen la suposición anterior de que, esencialmente, el nivel de excitación durante el sueño es bajo", ha señalado la investigadora de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (EHT) Caroline Lustenberger.

Por el contrario, estas fluctuaciones en el tamaño de las pupilas demuestran que, incluso durante el sueño, el cerebro cambia constantemente entre un nivel de activación mayor y menor. Estos nuevos hallazgos, publicados en 'Nature Communications', también confirman para los humanos lo que otros grupos de investigación han descubierto recientemente en estudios sobre roedores, que también muestran fluctuaciones lentas en el nivel de activación (conocido en este campo como arousal).

NUEVO MÉTODO PARA UN VIEJO MISTERIO

Las regiones del cerebro que controlan el nivel de activación están situadas en las profundidades del tronco encefálico, por lo que hasta ahora resultaba difícil medir directamente estos procesos en los seres humanos durante el sueño. Los métodos existentes son técnicamente exigentes y aún no se han establecido en este contexto.

Por ello, el estudio de los investigadores del ETH se basa en la medición de las pupilas. Se sabe que las pupilas indican el nivel de activación cuando una persona está despierta. Por tanto, pueden utilizarse como marcadores de la actividad en regiones situadas a mayor profundidad en el cerebro.

Los investigadores de la ETH desarrollaron un nuevo método para examinar los cambios en las pupilas de las personas mientras duermen: mediante una técnica adhesiva especial y un esparadrapo transparente, pudieron mantener abiertos los ojos de los sujetos de la prueba durante varias horas.

"Nuestra principal preocupación era que los sujetos no pudieran dormir con los ojos abiertos. Pero en una habitación oscura, la mayoría de la gente se olvida de que tiene los ojos abiertos y puede dormir", ha explicado el autor principal del estudio, Manuel Carro, que desarrolló la técnica.

El análisis de los datos mostró que la dinámica de la pupila está relacionada no sólo con las distintas fases del sueño, sino también con patrones específicos de actividad cerebral, como los husos de sueño y las ondas pronunciadas de sueño profundo, ondas cerebrales importantes para la consolidación de la memoria y la estabilidad del sueño.

Los investigadores también descubrieron que el cerebro reacciona a los sonidos con distintos grados de intensidad, dependiendo del nivel de activación, que se refleja en el tamaño de la pupila.

Un regulador central del nivel de activación es una pequeña región del tronco encefálico, conocida como 'locus coeruleus'. En animales, los científicos han podido demostrar que es importante para la regulación de las fases del sueño y la vigilia. En este estudio, los investigadores de la ETH no pudieron demostrar si el 'locus coeruleus' es el responsable directo de los cambios en las pupilas. "Simplemente observamos cambios en la pupila relacionados con el nivel de activación cerebral y la actividad cardiaca", ha señalado Lustenberger.

En un estudio de seguimiento, los investigadores intentarán influir en la actividad del 'locus coeruleus' mediante medicación, para poder investigar cómo afecta esto a la dinámica de la pupila. Esperan descubrir si esta región del cerebro es realmente responsable del control de las pupilas durante el sueño, y cómo los cambios en el nivel de activación afectan al sueño y sus funciones.

Utilizar la dinámica pupilar para diagnosticar enfermedades Entender la dinámica de las pupilas durante el sueño también podría aportar datos importantes para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades del sueño.

UTILIZAR LA DINÁMICA PUPILAR PARA DIAGNOSTICAR ENFERMEDADES

Comprender la dinámica pupilar durante el sueño también podría aportar datos importantes para el diagnóstico y tratamiento de los trastornos del sueño y otras enfermedades. Por ello, los investigadores quieren averiguar si los cambios de la pupila durante el sueño pueden indicar disfunciones del sistema de excitación. Entre ellas se incluyen trastornos como el insomnio, el trastorno de estrés postraumático y, posiblemente, el Alzheimer.

Otro objetivo es que la tecnología pueda utilizarse fuera de los laboratorios del sueño, por ejemplo en hospitales, donde podría ayudar a controlar la vigilia en pacientes en coma o a diagnosticar trastornos del sueño con mayor precisión. Así pues, la pupila como ventana al cerebro podría allanar el camino a nuevas oportunidades en la medicina del sueño y la neurociencia.