Científicos rastrean el origen del sueño: un ritmo cerebral global, estrategias de vigilancia y preguntas abiertas

Un equipo internacional de científicos ha identificado el ritmo cerebral infralento en siete especies de lagartos, así como en aves, roedores y seres humanos. Este hallazgo, publicado recientemente, sugiere que el patrón podría compartir un origen evolutivo común, que se remonta a hace cerca de 300 millones de años. El descubrimiento abre nuevas perspectivas sobre la historia evolutiva del sueño y los mecanismos que lo regulan en los vertebrados.

La investigación fue realizada por especialistas del Centro de Investigación en Neurociencias de Lyon, la Universidad PSL, la Universidad McGill y la Universidad Jean-Monnet Saint-Etienne, junto con colaboradores internacionales de diversas instituciones.

El neurocientífico Paul-Antoine Libourel, autor principal y miembro del Centro de Ecología Funcional y Evolutiva de Montpellier, explicó que el objetivo del equipo era entender cómo evolucionaron los estados de sueño y determinar si el ritmo cerebral infralento surgió en etapas tempranas de la evolución de los vertebrados.

Para llevar a cabo el estudio, los científicos implantaron electrodos en el cerebro de varias especies de reptiles y otros animales. Además, desarrollaron en conjunto con el Instituto de Nanotecnología de Lyon un biorregistrador miniaturizado, capaz de captar información fisiológica de animales pequeños. Este dispositivo, respaldado por la startup Manitty, ya se ha utilizado para monitorear la actividad cerebral, los movimientos oculares, la frecuencia cardíaca, la respiración y el tono muscular, tanto en entornos naturales como de laboratorio, en especies tan distintas como pingüinos y humanos.

El desarrollo de tecnologías como esta ha sido fundamental para obtener datos precisos y comparables entre grupos animales muy diferentes.

Paul-Antoine Libourel, en diálogo con Phys.org, detalló: “Este ritmo involucra no sólo la actividad cerebral, sino también los procesos fisiológicos y la vascularización periférica, lo que indica que es un ritmo global que abarca todo el organismo”.

Para profundizar en la comprensión del fenómeno, el equipo utilizó técnicas de ecografía funcional que permitieron medir la actividad vascular y reforzar la hipótesis de la existencia de un mecanismo sistémico conservado entre especies. La evidencia sugiere que los procesos fisiológicos asociados al ritmo infralento no son exclusivos de un linaje, sino que están presentes en una amplia variedad de vertebrados.

Hasta hace poco, se pensaba que el ritmo cerebral infralento era una característica exclusiva de los mamíferos durante el sueño sin movimientos oculares rápidos (NREM). Sin embargo, su identificación en reptiles y aves indica que este patrón podría tener una raíz evolutiva incluso más antigua de lo que se creía.

El informe destaca que este ritmo aparece tanto en animales de sangre fría como de sangre caliente, lo que apunta a la existencia de procesos fisiológicos que atraviesan grandes distancias en el árbol evolutivo.

En cuanto a las funciones hipotéticas de este ritmo, el equipo científico menciona la posible eliminación de desechos metabólicos mediante el flujo de líquido cefalorraquídeo, un proceso documentado en mamíferos.

Además, se plantea la hipótesis de que el ritmo infralento podría facilitar la vigilancia ambiental durante el sueño, permitiendo a los animales alternar entre fases de descanso profundo y momentos de alerta ante la presencia de depredadores. Esta capacidad de alternar entre reposo y vigilancia podría haber sido esencial para la supervivencia de muchas especies a lo largo de la evolución.

El estudio también abordó las diferencias entre el sueño REM (movimientos oculares rápidos) y el sueño NREM (sin movimientos oculares rápidos) en los grupos animales analizados. “Una implicación más amplia de nuestros hallazgos es que, si este ritmo refleja un proceso vinculado al sueño NREM en los mamíferos, los reptiles podrían no exhibir el sueño REM/NREM tal como se expresa en los mamíferos”, advirtió Libourel a Phys.org.

Mientras que en los humanos el sueño REM se asocia con el acto de soñar, en los reptiles la organización de los estados de sueño parece responder a dinámicas fisiológicas diferentes, aunque ambas clases compartan la presencia del ritmo cerebral infralento.

La investigación no sólo arroja luz sobre los orígenes del sueño, sino que también plantea nuevas preguntas sobre su evolución y diversidad entre los vertebrados. El grupo de científicos planea continuar con el análisis de dicha evolución y sus mecanismos subyacentes.

Sus próximos experimentos incluirán el registro de la actividad cerebral en anfibios y peces, con el fin de determinar si este ritmo infralento está aún más extendido en el reino animal. El reto será discernir hasta qué punto estos procesos fisiológicos están presentes en especies alejadas entre sí en la escala evolutiva.

Según Libourel, comprender la naturaleza y función de este ritmo cerebral será crucial para establecer si los procesos observados en mamíferos también se encuentran en otros grupos de vertebrados. Esta línea de investigación constituye el eje central de los proyectos futuros del equipo.

La búsqueda de patrones comunes en la neurobiología del sueño promete aportar respuestas sobre la evolución de funciones básicas que comparten animales tan diversos como los lagartos, las aves y los seres humanos.