El sueño es un fenómeno que se da en organismos muy distintos, desde las moscas a las medusas, desde los humanos hasta las orugas. Restaura el cuerpo y favorece el aprendizaje y la memoria. Pero aunque se conocen estos y otros beneficios y se lo ha investigado mucho, su función básica, o su sentido, permanece misterioso.
Un nuevo estudio postuló por fin que durante las horas del sueño se realiza una tarea de limpieza y reparación en las células del cerebro, donde durante el día se acumulan fragmentos rotos de ADN. "Creo que esta es una de las razones por las cuales necesitamos dormir", dijo a The Guardian Lior Appelbaum, investigador de la Universidad Bar-Ilan en Israel y coautor del trabajo publicado en Nature.
"Un periodo de desconexión nos da tiempo para limpiar todo para el día siguiente, para permitirnos empezar de cero antes de ocuparnos otra vez durante la vigilia", explicó.
Appelbaum y David Zada pensaron que si el sueño había evolucionado en todos los organismos que tienen un sistema nervioso, podría trabajar en el nivel de cada neurona. Para observarlo, hicieron modificaciones genéticas al danio cebra, un pez transparente, de manera tal que los cromosomas de sus neuronas tuvieran etiquetas químicas de colores. Con un microscopio especial observaron las células mientras el danio cebra estaba despierto y mientras dormía.
Durante las horas diurnas los cromosomas no se movían mucho; hilos rotos de ADN se acumulaban en las neuronas, como parte del desgaste natural de la vida. Al dormir, en cambio, los cromosomas mostraban actividad y cambiaban de forma, mientras que se reducía drásticamente la cantidad de ADN descartado. La misma dinámica se observó cuando se privó de sueño a los peces y cuando se los indujo a dormir con drogas.
"Encontramos que cuando el danio cebra va a dormir a la noche (son criaturas diurnas, como los humanos) los cromosomas aumentan su movilidad", dijo Appelbaum a The Jerusalem Post. "Mostramos que esa mayor dinámica de los cromosomas es esencial para la eficiencia de la reparación del ADN. Cuando se cierra la entrada de información en la noche y las células se pueden ocupar del mantenimiento del núcleo, es el momento en que se equilibra el ADN dañado que se acumula durante la vigilia".
Appelbaum explicó que los cromosomas cambian constantemente de forma para permitir que los mecanismos naturales de las células enmienden el desgaste del ADN. Durante la vigilia esa tarea no se puede realizar a la misma velocidad en que se da el descarte, pero durante las horas de sueño se pone al día todo lo pendiente.
"Es asombroso: el cerebro entra en un estado de descanso, pero los cromosomas se mueven el doble durante el sueño", dijo el científico a The Guardian. "Propongo que, cuando estamos muy cansados, las neuronas acumulan tanto daño que indican al cerebro que tenemos que dormir para arreglarlo y evitar ingresar en una zona riesgosa".
Los investigadores registraron imágenes 3D con desarrollo en el tiempo para estudiar el danio cebra. Pudieron así observar la resolución en cromosomas individuales, y por primera vez demostraron que las neuronas necesitan el sueño para su mantenimiento.
Muchos factores puedan dañar el ADN de estas células: la radiación, el estrés oxidativo y la mera actividad neuronal. Un trabajo anterior, de Siu-Wai Choi, de la Universidad de Hong Kong, había analizado muestras de sangre para demostrar que la falta de sueño causaba mayor desgaste al ADN de las neuronas en los médicos. La investigación de Bar-Ilan revela el modo en que los residuos de ADN se acumulan en las horas diurnas, se limpian durante el sueño, y se vuelven a acumular al día siguiente, en un ciclo constante.
Tras haber analizado el fenómeno en el danio cebra —que, además de ser transparente, tiene un cerebro de características comparables a las del cerebro humano—, los investigadores esperan estudiar ratones para ver si el movimiento de los cromosomas y la reparación del ADN es similar a los ciclos de vigilia y sueño en mamíferos.
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