El cerebro duerme desde hace 450 millones de años

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El sueño está presente en todas las ramas del reino animal, de alguna forma u otra. En el caso de los humanos, se ha averiguado que el sueño tiene una huella electrofisiológica muy clara, la alternancia de fases de actividad neuronal profundas y más superficiales, de sueño paradójico o movimiento rápido de ojos (REM), en la que el cerebro tiene muestra lecturas de estar despierto aunque uno esté dormido. Pues bien, este tipo de estados se ha encontrado hasta ahora en mamíferos, aves y reptiles, pero se desconocía si anfibios o peces, ancestros más antiguos de los humanos, también lo experimentan.

Ahora, un estudio que se acaba de publicar en Nature ha llegado a la importante conclusión de que los peces también atraviesan las mismas etapas del sueño. La investigación, elaborada por científicos de la Universidad de Stanford (EE.UU.), ha trabajado con peces cebra, y ha concluido que el sueño, tal como lo experimentan los humanos, emergió tan pronto como hace 450 millones de años.

«Esto adelanta bastantes años la evolución de las huellas neurales del sueño», ha dicho en un comunicado Louis Leung, director de la investigación, en la que Philippe Mourrain ha sido el autor senior.

Un pez cebra adulto. Han descubierto que los peces cebra atraviesan las mismas etapas cerebrales al dormir que mamíferos, reptiles y aves.

Se sabía desde hace 100 años que los peces entran en un estado que recuerda al del sueño, pero no se sabía si este era similar al de animales terrestres. Ahora, se ha averiguado que ellos también atraviesan dos etapas de sueño bien diferenciadas.

Estudios de sueño en peces

El equipo de Philippe Mourrain midió la actividad cerebral en su conjunto, a la vez que analizó los movimientos de los ojos, la dinámica de los músculos y la tasa cardiaca de dos larvas de peces cebra de apenas dos semanas de edad.

Decirlo es más fácil que hacerlo, dado el pequeño tamaño de las larvas. Por ello, fue necesario diseñar un microscopio de fluorescencia capaz de tomar imágenes de todo su cuerpo, con la resolución de una célula. Tuvieron que inmovilizar a estos animales en soluciones de agar para poder monitorizar su actividad cerebral y diseñaron un polisomnógrafo, como el que se usa para hacer pruebas de sueño en humanos, pero capaz de medir los parámetros fisiológicos de estos peces.
Parte del sistema nervioso y de los músculos de un pez cebra, iluminados por medio de fluorescencia – Cortesía de Philippe Mourrain

Gracias a estas medidas, los autores identificaron las huellas neuronales del sueño de estos peces. Señalaron la existencia de una etapa análoga al sueño de ondas lentas y otra comparable al sueño REM. Aunque los peces no mueven los ojos durante esta fase, entre otras cosas porque no tienen párpados, las huellas de actividad en su cerebro y sus músculos resultaron ser similares. Además, también descubrieron que la melanina gobierna la «fase REM» de los peces al igual que esta hormona lo hace en mamíferos.

Duermen como nosotros

Así, al igual que ocurre con vertebrados terrestres, los peces duermen del mismo modo: se quedan quietos, relajan sus músculos, bajan su ritmo cardiaco y no reaccionan cuando alguien se acerca. La única diferencia real es la ausencia de movimientos rápidos de ojos, aunque sí se da el patrón cerebral de sueño paradójico.

Hoy por hoy se sabe que todos los animales, vertebrados e invertebrados, duermen, pero no se sabe por qué. Si no lo hacen sufren problemas de salud o incluso mueren: «El sueño tiene una función esencial, pero no sabemos con precisión cuál es», ha explicado Mourrain.

Además, los desórdenes del sueño son factores agravantes de desórdenes neurológicos como el autismo, el Parkinson o el Alzheimer, por lo que Philippe Mourrain ve crucial desarrollar modelos animales donde estudiar las funciones del sueño al nivel celular, prestando atención a las conexiones entre neuronas o a la reparación del ADN.

El descubrimiento de que los peces cebra duermen igual que nosotros implica que los estudios del sueño se pueden ahora en con estos animales. Esto facilitará mucho las cosas, porque estos peces son transparentes (por lo que es muy fácil estudiarlos), crecen rápido y es muy barato criarlos.

Además, a diferencia de los ratones, estos peces son diurnos, como nosotros. Además, si se quiere probar un medicamento para saber sus efectos sobre el sueño, basta con añadirlo al agua donde viven.

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