Los beneficios de una breve siesta para rendir más y mejor

Si bien es bien sabido que el sueño mejora el rendimiento cognitivo, los mecanismos neuronales subyacentes, en particular los relacionados con el sueño NREM —sueño sin movimientos oculares rápidos—, siguen en gran medida sin explorarse. Un nuevo estudio realizado por un equipo de investigadores de la Universidad Rice y el Centro de Restauración de Sistemas Neuronales de la Universidad Metodista de Houston y el Colegio Médico Weill Cornell, coordinado por Valentin Dragoi de Rice, ha descubierto, no obstante, un mecanismo clave por el cual el sueño mejora el rendimiento neuronal y conductual, lo que podría cambiar nuestra comprensión fundamental de cómo el sueño aumenta la capacidad cerebral.

La investigación, publicada en Science, revela cómo el sueño NREM, el sueño más ligero que se experimenta al tomar una siesta, por ejemplo, fomenta la sincronización cerebral y mejora la codificación de la información, lo que arroja nueva luz sobre esta etapa del sueño. Los investigadores replicaron estos efectos mediante estimulación invasiva, lo que sugiere posibilidades prometedoras para futuras terapias de neuromodulación en humanos. Las implicaciones de este descubrimiento potencialmente abren el camino a tratamientos innovadores para los trastornos del sueño e incluso a métodos para mejorar el rendimiento cognitivo y conductual.

Investigación con macacos

La investigación consistió en examinar la actividad neuronal en múltiples áreas cerebrales de macacos, mientras los animales realizaban una tarea de discriminación visual antes y después de un período de 30 minutos de sueño NREM. Utilizando conjuntos de múltiples electrodos, los investigadores registraron la actividad de miles de neuronas en tres áreas cerebrales: las cortezas visuales primaria y media y la corteza prefrontal dorsolateral, que están asociadas con el procesamiento visual y las funciones ejecutivas. Para confirmar que los macacos estaban en sueño NREM, los investigadores utilizaron polisomnografía para monitorear su actividad cerebral y muscular junto con un análisis de video para asegurarse de que tenían los ojos cerrados y sus cuerpos relajados.

El poder del sueño

Los resultados demostraron que el sueño mejoraba el desempeño de los animales en la tarea visual, con una mayor precisión para distinguir imágenes rotadas. Es importante destacar que esta mejora fue exclusiva de los animales que se quedaron dormidos: los macacos que experimentaron una vigilia tranquila sin quedarse dormidos no mostraron el mismo aumento de desempeño.

«Durante el sueño, observamos un aumento en la actividad de las ondas delta de baja frecuencia y una activación sincronizada entre neuronas en diferentes regiones corticales», afirmó la primera autora, la Dra. Natasha Kharas, ex investigadora del laboratorio de Dragoi y actual residente de cirugía neurológica en Weill Cornell quien añadió: «Sin embargo, después del sueño, la actividad neuronal se volvió más desincronizada en comparación con antes del sueño, lo que permitió que las neuronas se activaran de manera más independiente. Este cambio condujo a una mayor precisión en el procesamiento de la información y el rendimiento en las tareas visuales».

Estimulación eléctrica

Los investigadores también simularon los efectos neuronales del sueño mediante estimulación eléctrica de baja frecuencia de la corteza visual. Aplicaron una estimulación de 4 Hz para imitar la frecuencia delta observada durante el sueño no REM mientras los animales estaban despiertos. Esta estimulación artificial reprodujo el efecto de desincronización observado después del sueño y mejoró de manera similar el desempeño de los animales en las tareas, lo que sugiere que se podrían utilizar patrones específicos de estimulación eléctrica para emular los beneficios cognitivos del sueño.

Desincronización neuronal

Dragoi, coautor del estudio y profesor de ingeniería eléctrica e informática en Rice afirma: «Este hallazgo es significativo porque sugiere que algunos de los efectos restauradores y de mejora del rendimiento del sueño podrían lograrse sin la necesidad de dormir realmente» y añade: «La capacidad de reproducir la desincronización neuronal similar al sueño en un estado de vigilia abre nuevas posibilidades para mejorar el rendimiento cognitivo y perceptivo en situaciones en las que el sueño no es posible, como en el caso de personas con trastornos del sueño o en circunstancias atenuantes como la exploración espacial».

La idea de que el sueño NREM «estimula» eficazmente el cerebro de esta manera, y que este reinicio puede ser imitado artificialmente, ofrece potencial para desarrollar técnicas terapéuticas de estimulación cerebral para mejorar la función cognitiva y la memoria.

«Nuestro estudio no solo profundiza nuestra comprensión mecanicista del papel del sueño en la función cognitiva, sino que también abre nuevos caminos al mostrar que patrones específicos de estimulación cerebral podrían sustituir algunos beneficios del sueño, lo que apunta hacia un futuro en el que podríamos potenciar la función cerebral independientemente del sueño en sí», dijo Dragoi.