Como islas que sobresalen de la suave superficie del océano, los sueños atraviesan nuestro sueño con episodios incoherentes de conciencia. Dónde aparecen estos fragmentos de pensamientos en un cerebro dormido, esta pregunta ha preocupado durante mucho tiempo a científicos y filósofos. Durante décadas, los científicos han relacionado los sueños con el movimiento ocular rápido (REM), cuando el cerebro en reposo produce paradójicamente ondas cerebrales de alta frecuencia que son muy similares a las que nacen durante la vigilia.
Y, sin embargo, vemos sueños no solo durante REM. Varios estudios extraños han encontrado signos de soñar durante el sueño no REM, cuando la actividad de ondas lentas reina en el cerebro, lo opuesto a un estado consciente, ansioso y activo. Y así, gracias a la investigación que se publicó en Nature Neurosciece, parece que hemos comenzado a buscar a tientas una respuesta a un dilema perverso.
Al monitorear cuidadosamente las ondas cerebrales de los voluntarios dormidos, un equipo de científicos de la Universidad de Wisconsin identificó un "punto caliente" local en el cerebro que se activa cuando dormimos, independientemente de la fase de sueño en la que se encuentre la persona.
"De hecho, puede identificar la firma del cerebro dormido", dice la autora del estudio, la Dra. Francesca Siclari.
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Además, utilizando un algoritmo desarrollado sobre la base de sus observaciones, un grupo de científicos pudo predecir con precisión cuándo una persona duerme, con un 90% de precisión, y más …
… y aquí está lo más interesante …
… Analizar a grandes rasgos el contenido de los sueños.
“Descubrimos que el cerebro dormido y el cerebro despierto pueden ser mucho más similares de lo que imaginamos”, dice Siclari.
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Esta investigación no solo abre la puerta al modelado de sueños para la terapia del PTSD, sino que también puede ayudar a los científicos a encontrar una pista sobre el misterio de la conciencia.
"La importancia de este artículo es asombrosa", dice el Dr. Mark Blagrov de la Universidad de Swansea en Gales, que no participó en el estudio.
Anatomía del sueño
Durante un ciclo de sueño nocturno completo, pasamos por varias etapas caracterizadas por patrones cerebrales distintivos. Los científicos a menudo usan EEG para capturar con precisión cada etapa del sueño, lo que implica colocar 256 electrodos en el cráneo de una persona y luego rastrear el número y el tamaño de las ondas cerebrales en diferentes frecuencias.
Cuando nos dormimos, nuestro cerebro exhibe una actividad de baja frecuencia que viaja por toda la superficie. Estas ondas indican que las neuronas se encuentran en un "estado inactivo" y no pueden comunicarse entre áreas del cerebro; por lo tanto, la actividad de baja frecuencia a menudo se asocia con la pérdida de la conciencia.
Estas fluctuaciones lentas en el sueño no REM se traducen finalmente en una actividad de alta frecuencia, lo que indica la transición a un movimiento ocular rápido. Esta fase del sueño a menudo se asocia con sueños vívidos, y esta conexión está tan profundamente arraigada en la investigación del sueño que los casos de RHD sin sueños o sueño no REM a menudo se han ignorado como rarezas.
Resulta que estos extraños incidentes nos insinuaron que nuestra comprensión actual de la neurobiología del sueño es incompleta.
Atrapa sueños
Para reconsiderar estos resultados paradójicos, Siclari y su equipo monitorearon la actividad cerebral de 32 voluntarios usando EEG y los despertaron durante la noche a intervalos aleatorios. Luego, los científicos preguntaron a los participantes adormilados si habían soñado con algo y, de ser así, qué soñaron exactamente. En total, esto sucedió 200 veces por noche.
Pero en lugar de ver un cambio global en la actividad asociada con el sueño, los científicos se sorprendieron al encontrar un área del cerebro en la parte posterior de la cabeza que cambiaba dinámicamente su actividad en función de los sueños emergentes.
Los sueños se asociaron con una disminución de las ondas de baja frecuencia en la "zona caliente" y con un aumento de las ondas de alta frecuencia, lo que refleja altas tasas de activaciones neuronales y actividad cerebral. Fue una especie de despertar, independiente de la etapa del sueño o de la actividad cerebral general.
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“Todo indica que se necesita una activación cerebral muy limitada y bien definida para generar una experiencia consciente”, dice Siclari. "Hasta ahora, pensamos que se deben activar grandes áreas del cerebro para generar experiencias conscientes".
Tiene sentido que la zona caliente se conecte a la acción durante el sueño. Trabajos anteriores han demostrado que la estimulación de estas áreas del cerebro con un electrodo puede crear la sensación de estar "en un mundo paralelo". Esta zona caliente también contiene áreas que integran información sensorial para construir un modelo virtual del mundo que nos rodea. Este tipo de simulación sienta las bases para muchos de nuestros mundos imaginarios, y esta zona caliente es muy adecuada para esto”, dicen los autores.
Si una zona caliente activa es de hecho una “firma del sueño”, su actividad debería poder indicar si una persona está dormida en un momento dado. Los autores crearon un algoritmo basado en sus resultados y probaron su precisión en un grupo separado de personas.
“Los despertamos cada vez que el algoritmo nos decía que estaban dormidos, 84 veces en total”, escriben los investigadores.
En total, este algoritmo mostró una precisión del 90 por ciento en el análisis de la presencia de sueño, incluso en los casos en que los participantes no recordaban el contenido de sus sueños, pero estaban seguros de que estaban dormidos.
Leer sueños
Dado que la zona caliente contiene áreas que procesan información visual, los científicos se preguntaron si era posible acceder a los contenidos de los sueños de los sujetos utilizando lecturas de EEG.
Los sueños pueden ser extremadamente tangibles, con eventos que se desarrollan, o completamente abstractos, como la fantasía libre, dicen los científicos. Los rostros, los lugares, los movimientos y el habla son componentes familiares de los sueños que son procesados por regiones fácilmente identificables de la zona caliente, por lo que los investigadores decidieron enfocarse en esos aspectos.
Sorprendentemente, los voluntarios que relataron lo que dijeron en sus sueños mostraron actividad en las áreas del cerebro responsables del habla; y los que soñaban con personas mostraban actividad en los centros de reconocimiento facial.
"Esto sugiere que los sueños usan todas las mismas áreas del cerebro como experiencias conscientes durante la vigilia para ciertos contenidos", dice Siclari, señalando que investigaciones anteriores solo podían mostrar esto en la "zona crepuscular", la transición entre el sueño y vigilia.
Finalmente, los científicos están interesados en lo que sucede cuando dormimos, pero no recuerdan los detalles específicos. Resultó que este extraño estado tiene una firma EEG separada: memorizar los detalles del sueño se asoció con un estallido de actividad de alta frecuencia en las regiones anteriores del cerebro.
Surgen preguntas interesantes, por ejemplo, son los lóbulos frontales del cerebro responsables del sueño lúcido, un estado especial cuando las personas comprenden que están durmiendo y pueden cambiar los contenidos del sueño.
Despertar la vida
Los científicos aún no pueden explicar qué activa la zona caliente durante el sueño, pero las respuestas pueden decirnos si el sueño tiene un propósito biológico, por ejemplo, procesar recuerdos en grandes conceptos del mundo.
El mapeo de la actividad del cerebro dormido también puede conducir a formas de manipular directamente nuestros sueños mediante procedimientos no invasivos como la estimulación transcraneal. La inducción del sueño puede ayudar a las personas con insomnio, y la alteración del sueño puede ayudar a los pacientes con TEPT a dormir mejor.
El Dr. Giulo Tononi, autor principal del estudio, cree que las implicaciones de este estudio van mucho más allá del sueño.
“Pudimos comparar cómo se comporta el cerebro dormido con el que está despierto. Esta investigación puede ser un modelo valioso para el estudio de la conciencia”, dice.
ILYA KHEL
