La ciencia del sueño: parte 1

En esta publicación compartiré información sobre mi tema de adoración. Sobre lo que puedo hacer en cualquier momento, en cualquier lugar y en cualquier cantidad. El hecho de que preferiría diamantes y restaurantes de la lista Michelin. H- + sí, el final de esta broma sería más divertido si el titular no revelara los detalles de lo que hablaré sobre el sueño. Oh bien

El sueño, según sea necesario, tan misterioso, todavía confunde a los científicos, y lo han estado investigando durante décadas (y las personas han estado durmiendo durante miles de años). ¿Qué sucede exactamente en un sueño? ¿Por qué estamos durmiendo? ¿Puedo dejar de dormir? ¿Qué pasará entonces? ¿Interesado en? Luego siga leyendo y descubrirá qué tan cerca hemos llegado a las respuestas a estas preguntas.

1. Fundamentos teóricos: qué y cómo se organiza en el campo de los simulacros.

Todos escucharon sobre la fase REM (fase REM): ya sea por su conexión con los sueños, o por su importancia para los humanos, o simplemente porque les gustó la canción " Losing My Religion ". Pero un sueño es algo más: contiene otras tres fases más con diferentes características y funciones (y con diferentes probabilidades de que te enojes cuando te despierten en esta etapa).



Primera fase del sueño, N1: la fase de una siesta en la que cambias entre la vigilia y el sueño. Sus músculos aún no están completamente relajados y puede experimentar una sensación de caída: una contracción repentina de los músculos, un tirón mioclónico (algunos científicos han sugerido que puede fluir del cerebro de nuestros ancestros primates y confundir la relajación muscular con la caída de un árbol). Además, hay un cambio en las ondas cerebrales, impulsos eléctricos síncronos que aparecen debido a la comunicación de una gran cantidad de neuronas entre sí (ver Fig. 1 para la visualización de todas las ondas cerebrales posibles). Mientras está despierto, su cerebro emite muchas ondas llamadas beta y gamma. Se contraen bruscamente y tienen una alta frecuencia, y están asociados con la concentración (beta), o se cree que juegan un papel en la creación de conciencia (gamma). En esta primera fase del sueño, en lugar de ondas beta y gamma, su cerebro comienza a producir ondas alfa más lentas y sincronizadas (están asociadas con la relajación y la pacificación), e incluso ondas theta más lentas (están asociadas con la relajación profunda y la siesta) Es decir, se ralentiza. Esta fase dura de 1 a 10 minutos.


Fig. 1: Una breve introducción a las olas que aparecen en tu cabeza

Segunda fase del sueño, N2. En esta fase, tu conciencia ya se ha apagado. El pulso y la respiración disminuyen, la temperatura disminuye, te estás preparando para entrar en un sueño profundo, las ondas theta aún son pronunciadas. Esta fase, junto con la anterior, es lo que se llama un "sueño superficial". Pasamos la mayor parte de la noche (alrededor del 45%) en esta fase. Es mejor despertarse de un sueño superficial, no se sentirá abrumado o desorientado, sino renovado y listo para un nuevo día .

Tercera fase del sueño, N3. Aquí todo es serio: esta es la fase del sueño profundo. También se llama la fase de ondas lentas porque, como lo adivinó, las ondas cerebrales se ralentizan y se hacen más grandes. Ahora la pelota está gobernada por ondas delta, la más lenta de todas las que su cerebro es capaz de hacer. No reacciona a los sonidos circundantes, es difícil despertarse y sus músculos están completamente relajados. Esta fase del sueño se llama regenerativa, porque se restauran los tejidos , se renueva la energía , los riñones limpian la sangre, bueno, ya entiendes. Si se despierta durante un sueño profundo, se encontrará en este estado (hecho científicamente comprobado):



Fase REM + parálisis del sueño: los sueños son probablemente las características más interesantes del sueño, principalmente en esta etapa, y son vívidos y complejos. La propiedad que define es el movimiento aleatorio y rápido de los ojos de lado a lado. El propósito de estos movimientos aún no se comprende por completo (pero ¿qué está completamente claro en neurobiología?). Entre las teorías se encuentran el escaneo de esas escenas que vemos en un sueño, y también la formación de la memoria (hablaremos sobre estas funciones del sueño más adelante). Su presión arterial y su respiración aumentan casi al nivel de vigilia, las ondas cerebrales se parecen al mismo nivel, ¡incluso hay una gran cantidad de ondas beta ! Debido a todas estas rarezas, la fase REM se ha ganado el nombre de "sueño paradójico". Da miedo, pero vale la pena saber que tus músculos están completamente paralizados en ese momento: los neurotransmisores GABA y glicina evitan que las señales cerebrales lleguen a tus músculos y te protegen de reaccionar al sueño y posiblemente dañarte. Resulta que, de hecho, te quedas completamente paralizado, mientras tus ojos se mueven de un lado a otro sin control. Encantador. Los científicos creen que cuando la transición a la fase REM y la salida de la misma no transcurre sin problemas, puede conducir a una parálisis del sueño , un estado aterrador cuando la conciencia regresa a ti, pero aún no puedes moverte. En este estado intermedio entre la vigilia y los sueños vívidos, las personas a menudo hablan sobre cómo ven todo tipo de pesadillas, que generalmente se pueden dividir en categorías tales como el incubus (una persona siente presión en el pecho y tiene dificultad para respirar, y puede percibirlo de modo que un demonio se sienta en su pecho), invitados no invitados (una persona siente la presencia no deseada de alguna criatura terrible) y una sensación de salir del cuerpo. Esto explica muchas historias sobre fenómenos paranormales y secuestros de extraterrestres (¡lo siento, Agente Mulder!). Aproximadamente el 7.6% de todas las personas sufren de parálisis del sueño, y entre los estudiantes esta proporción aumenta significativamente, hasta un 28%.

Durante una noche promedio, una persona generalmente pasa por varios ciclos de sueño (cada uno de los cuales dura aproximadamente 90 minutos), y más cerca de la mañana, las fases REM se vuelven más frecuentes.


Una breve descripción de lo que está sucediendo en la noche. Puede ver que al comienzo de la noche predomina la fase de ondas lentas, y en la segunda mitad del período de sueño, la fase REM comienza a prevalecer.

2. ¿Cómo se duerme el cerebro?

Es imposible determinar el momento exacto de quedarse dormido. En un momento, todavía estás reflexionando sobre lo estúpido que hiciste hace cinco años, y en otro momento ya te estás deslizando hacia la segunda fase del sueño. Entonces, ¿qué sucede en el cerebro mientras se duerme?

En las profundidades de su cerebro hay una cosita tan pequeña como el núcleo supraquiasmático (SCN), que controla nuestro ciclo de sueño-vigilia de 24 horas. Recibe directamente de los ojos información sobre la cantidad de luz en el lugar donde se encuentra. Utiliza esta información para restablecer su reloj interno al ciclo normal día-noche. En consecuencia, el reloj interno regula las muchas funciones del cuerpo: la temperatura, la liberación de hormonas y lo que nos interesa ahora: el sueño y la vigilia . Curiosamente, incluso en ausencia total de luz, nuestro reloj interno funciona con un ritmo de aproximadamente 24 horas. Se descubrió que esto es posible debido a la actividad cíclica de ciertos genes (de acuerdo con el nombre de " genes de reloj "). Estos genes producen diferentes niveles de diferentes "proteínas de reloj" según la hora del día, y estas proteínas ya regulan los ritmos diarios (temperatura corporal, producción de melatonina, concentración, etc.)

El SCN está asociado de manera compleja con el núcleo ventrolateral del tubérculo óptico (VLA), una estructura que permanece activa durante el sueño. Se cree que estas conexiones activan el VLA y contribuyen al inicio del sueño, porque durante la activación de las neuronas del VLA, liberan químicos inhibidores (GABA y galanina), que a su vez suprimen nuestro sistema de despertar. Entonces, a través de una larga cadena de comando, el interruptor gira y su estado de vigilia desciende lentamente a cero. Las neuronas VLA también pueden activarse mediante un químico llamado adenosina . La adenosina se acumula gradualmente durante el día como resultado de la descomposición del glucógeno, que almacena energía en el cuerpo, y después de que se ha acumulado lo suficiente, comienza a aumentar la fatiga y lo alienta a relajarse. Esto se llama regulación homeostática, durante la cual el cerebro trata de equilibrar el cansancio con el descanso.


Resumen de la cadena de mando

Se puede encontrar otro compuesto químico relacionado con el sueño como suplemento dietético en un supermercado [en los EE. UU. / Aprox. traducción]: melatonina . Es producida por el cuerpo pineal , y su producción, como muchas otras sustancias, está regulada por ritmos circadianos. Cuando se pone el sol, SCN le da al cuerpo pineal una orden para comenzar la producción de melatonina (cuya presencia en el cuerpo es apenas visible durante el día), ingresa al torrente sanguíneo y causa sueño. Los científicos nos han advertido recientemente sobre los peligros del uso de teléfonos inteligentes, televisores y otros dispositivos emisores de luz a la hora de dormir, ya que interrumpen nuestros niveles de melatonina. A la luz de los dispositivos electrónicos, la concentración del componente azul es mucho más fuerte que en la natural, y esta luz azul traidora suprime la producción de melatonina más que la luz de cualquier otra frecuencia. Confunde el ciclo sueño-vigilia y puede provocar un deterioro en la calidad y cantidad de sueño, ya que el cerebro comienza a confundirse con la hora del día. Hágase un favor y lea un libro antes de acostarse. O haz algo de meditación. O sexo Cualquier cosa sin luz azul.


Comparación de la producción reducida de melatonina debido a la luz brillante (círculos) y el aumento de la producción cuando se usan anteojos que bloquean la luz azul (triángulos blancos), así como la producción normal de melatonina en luz tenue (triángulos negros)

3. ¿Por qué estamos durmiendo y por qué es importante dormir?

Muy buena pregunta Desafortunadamente, no hay una respuesta definitiva para ello. Como dijo William Dement, fundador del Centro de Investigación del Sueño de Stanford: "Hasta donde yo sé, la única razón muy buena por la que necesitamos dormir es porque tenemos sueño". Así que echemos un vistazo a lo que ya sabemos (a excepción de este poco de sabiduría).

El recuerdo

Los científicos han sospechado la existencia de una relación romántica entre el sueño y la consolidación de la memoria (es decir, su estabilización) durante mucho tiempo, y en las últimas décadas, si no siglos, se han realizado muchos estudios para reforzar esta opinión (pero ninguno de ellos fue completamente convincente). Hay una diferencia entre los dos tipos de memoria: declarativa (sobre información basada en hechos, respondiendo a la pregunta "¿qué?") Y de procedimiento (respondiendo a la pregunta "¿cómo?", Por ejemplo, memoria muscular sobre conducir una bicicleta o tocar la guitarra). Sería muy conveniente si tuviéramos una distinción clara como "un sueño con ondas lentas es responsable de esto, y la fase REM es responsable de eso", pero, desafortunadamente, todo está mezclado en la realidad.

Por lo general, dormir ayuda a la memoria : las personas que han dormido después de aprender algo suelen recordar mejor la información nueva que aquellas que no han dormido después de aprender. Estudiar listas de palabras, movimientos complejos de los dedos o incluso desentrañar patrones ocultos complejos: todo esto se benefició de dormir después del proceso de aprendizaje.

Hay teorías de que el sueño de onda lenta (SMW), que prevalece en la primera parte de la noche, ayuda especialmente a consolidar la memoria declarativa . Se cree que la estabilización de los recuerdos recién adquiridos se produce a través de su reactivación en el hipocampo, nuestro centro de memoria, durante el sueño. Al "reproducir" los recuerdos, el cerebro estabiliza sus huellas , por lo que se reduce la probabilidad de su pérdida. Un estudio descubrió que si aprende algo nuevo al inhalar el olor de una rosa y luego se lo da a la persona que duerme durante SMB, la actividad de su hipocampo aumenta y la memoria se fortalece al día siguiente. Entonces eso:

1. Durante SMV, se mejora la reactivación del hipocampo.
2. La memoria mejora.
3. ???
4. Beneficio!

La fase REM, por otro lado, se asoció con la memoria del procedimiento , cuya consolidación no depende del hipocampo (y más depende de la repetición de los comandos de movimiento en partes del cerebro que participan en el control muscular: el cerebelo, los ganglios basales y la corteza motora). Poco se sabe sobre los mecanismos exactos para consolidar este tipo de memoria, por lo que este párrafo será breve. Sin embargo, hay estudios que no están de acuerdo con una separación tan clara (científicamente hablando, objetando la hipótesis del proceso dual ). Por ejemplo, se demostró que el sueño SMV puede ayudar a consolidar la memoria motora (= de procedimiento), y la fase REM desempeña un papel en la estabilización de los recuerdos de eventos y hechos. Aparentemente, no existe una separación de tareas tan clara. Esto sugiere que ambas fases son importantes para ambos tipos de memoria (esta teoría se llama "hipótesis coherente"): no compiten entre sí, sino que se complementan entre sí. Sucede que una fase (SMV) puede hacer una mayor contribución a un tipo de memoria (declarativa) y viceversa.

Pero esto, por supuesto, no termina la historia. Hay - de repente! Es otra teoría que trata de describir la consolidación de la memoria. Se llama "homeostasis sináptica" y, en esencia, afirma que mientras estás despierto y obtienes nuevos recuerdos y experiencias, las conexiones entre tus células cerebrales (sinapsis) se fortalecen (y se crean otras nuevas), y eso cuando duermes, el cerebro tratando de reducir este enorme aumento diario a un nivel razonable mediante la eliminación de sinapsis innecesarias. Entonces, podemos decir que dormimos para olvidar, y elevar el nivel de señal por encima del nivel de ruido, comenzando un nuevo día renovado y listo para un nuevo entrenamiento. Se eliminan las conexiones innecesarias y los recuerdos aleatorios, y los importantes se fortalecen mediante la repetición. Un estudio reciente encontró evidencia visual directa de esta hipótesis: los investigadores, usando microscopía de alta resolución, primero determinaron el tamaño y la forma de las 6920 sinapsis, y luego mostraron que después de varias horas de sueño, el 80% de las sinapsis disminuyó en aproximadamente un 18%.


Grandes sinapsis de un ratón despierto y sinapsis reducidas de un ratón ligeramente dormido.

Por supuesto, la respuesta correcta no existe: la verdad está en algún punto intermedio, y todas estas teorías explican solo una parte de lo que está sucediendo. Pero ahora lo pensará dos veces antes de decidir estudiar toda la noche antes del examen; esforzarse y arrojarse con energía, no hará que el cerebro recuerde mejor la información, pero varias horas de sueño pueden hacer esto.

Limpieza

Otra función de sueño sugerida es la limpieza. Mientras duermes, el cerebro toma la forma de un limpiador y va a limpiar toda la basura acumulada allí durante los reflejos diurnos. En varios estudios en ratones, los investigadores descubrieron un sistema que elimina el desperdicio cerebral durante el sueño. El análogo cerebral del sistema linfático, una red de pequeños túbulos que eliminan los subproductos que usan líquido cefalorraquídeo, es responsable de esto. Los científicos lo llamaron el " sistema glifático " porque funciona como un sistema linfático, pero con la ayuda de células cerebrales auxiliares, la glía . Cuando los ratones se quedaron dormidos, este sistema se activó al máximo (durante la vigilia, ¡su actividad es solo el 5% del flujo en un sueño!) Y las células cerebrales incluso se contrajeron ligeramente en tamaño para que el espacio a su alrededor pudiera ser más fácil de limpiar. Los subproductos removibles de la actividad incluyen proteínas como la beta amiloide , los villanos detrás de la enfermedad de Alzheimer (¡se eliminan el doble durante el sueño que durante la vigilia!) Y otras sustancias asociadas con enfermedades neurodegenerativas. Entonces, si de repente quieres trabajar toda la noche, piensa en todas estas toxinas que se acumulan en tu cerebro y, en lugar de una noche de trabajo, duerme al menos un par de horas.

En general, aunque todavía no está completamente claro por qué pasamos un tercio de nuestras vidas en un sueño, ya tenemos pautas bastante buenas.

En la segunda parte del artículo, revelaré información sorprendente sobre los sueños, sobre lo que puede perturbar el sueño, y daré algunos consejos sobre la organización óptima del sueño. No cambies.