Los «baldeos» del cerebro

Si el cerebro fuera una ciudad, como esos filmes animados de Pixar, lo que veríamos durante el sueño de una persona serían brigadas de pequeños barrenderos que recogen los desechos con esmero por cada rincón y calle y luego baldean con enormes chorros de agua perfumada hasta dejar todo brillante.

Pero lo más asombroso no sería solo eso, pues durante años se ha conocido que el líquido cefalorraquídeo es capaz de desechar las toxinas del cerebro. Lo más interesante puede ser que esas limpiezas se reinicien cada 20 segundos, con estricto cumplimiento.

Así lo descubrió hace muy poco una investigación publicada por la revista especializada Science. El líquido cefalorraquídeo (LCR) realiza una especie de actualización de la limpieza en intervalos de pocos segundos, y este proceso profundo solo es posible durante el sueño REM.

Espiar el sueño ajeno

Los neurocientíficos liderados por Laura Lewis, de la Universidad de Boston, tuvieron que practicar un sano modo de «espionaje» en nombre de la ciencia. Monitorearon el sueño profundo de unas 13 personas para comprobar el proceso de desecho de toxinas y compararlo con el que ya se conoce mejor, que sucede durante el día.

El secreto estaba en el flujo de LCR, pero no por sí solo, sino en proporción con el flujo sanguíneo cerebral durante el descanso. Los neurólogos observaron cómo fuertes ondas —a las que compararon con tsunamis— de LCR fluían cada 20 segundos en los cerebros de las 13 personas dormidas.

Con el objetivo de llegar a registrar este proceso de intervalos los investigadores utilizaron gorras de electroencefalograma para lograr ver las corrientes eléctricas que fluían, y que reconocían en qué etapa del sueño estaba la persona.

La relación del LCR con el flujo sanguíneo resultó decisiva, pues durante las horas de sueño profundo las neuronas no necesitan tanta presencia de oxígeno en el cerebro, y el flujo de sangre disminuye. El LCR aumenta precisamente para llenar los vacíos donde ya no fluye tanta cantidad de sangre. En ese momento, el nuevo elemento, en lugar de llevar oxígeno, como la sangre, la sustituye para limpiar las toxinas.

Gracias a esa limpieza profunda y a intervalos, el cerebro se libra de proteínas que, de acumularse, le impedirían funcionar adecuadamente. Por ello es posible tener atención y recuerdos.

Duermo más, aprendo más

Uno de los misterios que ha tenido en tensión a los neurólogos ha sido por años el papel fisiológico del sueño. Especialistas han llegado a preguntarse si de hecho, el sueño no es una desventaja para la especie humana, pues al comparar los períodos de sueño con los de otras especies, usamos muchas horas para, aparentemente, estar inactivos y vulnerables.

Sin embargo, desde el descubrimiento de la fase REM (Rapid Eyes Movements) en los años 50, cada vez más la neurología ha conocido de los efectos imprescindibles del sueño para las funciones cognitivas esenciales. Cuando a los ratones se les induce a dormir, pero sin llegar a la fase REM, tienen problemas considerables para recordar detalles en diferentes pruebas, en comparación con otros que sí tuvieron ciclos completos de sueño.

También se ha observado que las personas que recuerdan en sueños habilidades tales como conducir o tocar un instrumento, mejoran su aprendizaje en esas tareas tras practicarlas en sueños, algo que solo es posible durante la fase REM.

De modo que los investigadores de esta área han llegado a afirmar que el sueño profundo nos prepara para tareas cognitivas fuertes que enfrentamos durante el día. Probablemente, la especie humana necesita mucha mayor preparación de este tipo, han explicado,  precisamente por tratarse de la especie que más utiliza sus habilidades mentales para la vida.

Estudios reiterados con resultados muy parecidos han señalado la relación entre el sueño profundo y el aprendizaje. Por ejemplo, el sueño de los niños, que viven una etapa de aprendizaje mayor, tiene una fase REM más intensa. En un adulto, esta etapa dura un 20-25 por ciento del tiempo que llevamos dormidos, mientras que en un niño es de 80 por ciento.

Pero lo interesante es que los descubrimientos de sueño profundo pasan también por estas funciones de limpieza cerebral que viene a aclarar el estudio que ahora reseñamos. Este rol de deshacerse de toxinas es el que recientemente centra proyectos investigativos, sobre todo asociados a enfermedades que surgen de la acumulación de proteínas, como el Alzhéimer o el Párkinson.

Cada vez se comprende mejor y desde más ciencias el proceso reparador del descanso profundo. Foto: Tomada de Terra

Brigada de limpieza

Al mismo tiempo que el sueño nos ayuda a asentar recuerdos y aprendizajes, también nos ayudaría a olvidar, refrescando nuestra memoria al eliminar recuerdos superfluos o sin importancia. El sueño serviría, así, como un organizador de la memoria que nos resalta lo importante y suelta lastre con lo irrelevante.

Ese mismo comportamiento sucede con las toxinas. Durante el sueño, las células cerebrales se encogen hasta un 60 por ciento, lo que genera más espacio entre ellas, y da lugar a que las bombas de LCR «laven» con más libertad a través del tejido cerebral. Por el contrario, cuando se está despierto, las células están mucho más juntas entre sí, por lo que se restringe el flujo de LCR.

Según Maiken Nedergaard, codirector del Centro de Neuromedicina Traslacional del Centro Médico de la Universidad de Rochester, la misma naturaleza reparadora del sueño radica en la eliminación de estos subproductos químicos que se acumulan durante la vigilia.

Este proceso cerebral, celular y neuronal de limpieza que se activa durante el sueño se conoce con el nombre de sistema glinfático y sus complejidades son las que aún se siguen estudiando, por su relación directa con la prevención de un alto número de trastornos y enfermedades.

Uno de los resultados más recientes justo antes de este último estudio llegaba de la mano del científico Hiroki Ueda, y revelaba la asociación de los genes Chrm1 y Chrm3 con el sueño profundo, al comprobar que ratones sin estos segmentos duermen menos horas que los ratones normales, y presentan niveles de REM casi indetectables. Era la primera vez que los científicos se han concentrado en los genes esenciales para el sueño REM.

Ahora, esta nueva investigación añade detalles sobre el complejo proceso de reparación cerebral del sueño REM para el ser humano. Con más empeño sostenido en este camino, podremos muy pronto arribar a soluciones de gran impacto sobre los trastornos provocados por errores del sistema glinfático. Ciertamente, si se conoce mejor el funcionamiento correcto, es el doble de fácil prevenir el fallo.