Los secretos del sueño, ¿qué pasa en nuestro cerebro cuando dormimos?

Pasamos la tercera parte de nuestra vida durmiendo, pero ¿sabemos qué hace nuestro organismo y nuestro cerebro mientras duerme que no pueda hacer despierto?, ¿por qué dormimos?, ¿qué son los ciclos del sueño y cómo nos afectan?. 

Empecemos por el principio: ¿para qué sirve dormir?. La realidad es que existen infinidad de hipótesis acerca de las funciones del sueño, pero de entre todas esas posibles funciones, tenemos un nivel aceptable de evidencia científica sobre las siguientes.

• Reposición y gestión de la energía química del cuerpo.
• Memorización y consolidación de lo que hemos aprendido durante la vigilia.
• Regulación de la temperatura del cerebro.
• Eliminación de las sustancias nocivas que produce el cerebro durante la vigilia.
• Reparación de los tejidos del cuerpo.
• Plasticidad cerebral (modelado del cerebro) durante la fase embrionaria.

Todos los seres vivos con sistema nervioso necesitan dormir, el ser humano no es una excepción, pero ¿qué pasa en nuestro cerebro cuando dormimos?. Si estudiamos la actividad eléctrica del cerebro de un sujeto mientras duerme observaremos 5 fases bien definidas:

Fase I: Somnolencia. Apenas cerramos los ojos y nos quedamos dormidos, el cerebro entra en el primer estadio, esta primera fase es una especie de zona intermedia entre el estar despierto y dormido. La tensión muscular decrece y la respiración se suaviza. Suele pasar durante estos momentos que si se despierta al dormido durante esta etapa, reaccionará con rapidez y negará haberse quedado dormido.

Fase II: Sueño superficial. Las ondas del cerebro se alargan y regularizan. Se bloquean todos nuestros sentidos, si bien el sueño en esta etapa todavía no es del todo reparador.

Fase III: Sueño medianamente profundo. Las ondas cerebrales aumentan en tamaño y lentitud. Las funciones de todo el organismo en su conjunto son cada vez más lentas. En caso de despertarnos en esta fase, nos encontraríamos ciertamente desorientados.

Fase IV: Sueño profundo. Se entra en la total inconsciencia. Un electroencefalograma revelaría ondas cerebrales extremadamente largas y suaves. Es donde logramos el sueño más profundo, y por lo tanto, donde nuestro organismo puede recuperarse tanto física como psíquicamente. En caso de haber sueños durante esta etapa, no serán como ver una película, sino juegos de formas y luces.

Mientras una persona va cayendo en el sueño, y va pasando progresivamente por estas fases, la actividad del cerebro va dibujando un patrón de ondas lentas. Pero tras seguir avanzando en la fase IV ocurre algo fascinante. El dibujo del electroencefalograma vuelve súbitamente a dibujar una tormenta de líneas sin sentido, un trazado caótico que nos indica que el paciente está despierto, pero si  observamos a la persona, la vemos completamente dormida, y no sólo está dormida, si intentamos despertarla nos costará aún más que en la fase IV. Es el sueño más profundo, y si conseguimos despertarla nos dirá, probablemente, que estaba soñando. Si nos fijamos en sus ojos cerrados, advertiremos que debajo de los párpados los ojos bailan con movimientos rápidos. Es la fase V: el sueño REM (rapid eye movement). El sueño REM es tan característico que al resto de fases se les suele llamar sueño no-REM. REM se acompaña de sueños intensos y ricos en contenido, colorido y sensaciones.

Durante el REM, el flujo sanguíneo del cerebro se acelera y la respiración se hace también mas rápida y entrecortada. El cerebro deja de emitir señales a la médula espinal y nuestra musculatura está quieta, lo que impide llevar los sueños a la acción. REM es el estadio de los sueños vívidos, donde si se despierta a una persona, probablemente recuerde fragmentos de sus fantasías. Luego de 10 minutos de REM se vuelve a descender en los estadios del Sueño Quieto (las cuatro primeras fases). Los cuales se irán turnando cíclicamente con las fases REM durante toda la noche.

El ciclo completo de REM y Non REM dura unos 90 minutos. En las primeras horas de la noche, predomina el REM. Por la mañana se recorre el circuito del sueño completo cuatro o cinco veces más. Está demostrado que la fase REM disminuye con el paso de los años. Al nacer, esta fase ocupa más de la mitad de nuestros periodos de sueño. Un adulto medio suele dedicar un 20-25% de su tiempo a esta fase, mientras que se va reduciendo conforme envejecemos. Cuando nacemos, tenemos sólo dos de las cinco fases: sueño profundo, y fase REM. La causa es simplemente evolutiva, ya que si tuviéramos el resto, necesitaríamos mucho más tiempo para dormir y no podríamos comer tan frecuentemente como necesitamos a esa tierna edad.

Los ciclos de sueño y su duración tienen más trascendencia de la que podemos pensar. Las investigaciones han demostrado que la duración del sueño no es lo que hace que luego nos sintamos frescos y despejados. El factor clave es el número de ciclos completos que realizamos. Su tomamos como base un ciclo del sueño de aproximadamente 90 minutos: 65 minutos serían de sueño normal (o no-REM, las 4 primeras etapas); 20 minutos de sueño REM (la quinta etapa); y 5 minutos finales en un estado no-REM. La fase REM del sueño es más corta durante los primeros ciclos (menos de 20 minutos) y más largas en los últimos (mas de 20 minutos). En el periodo que hay entre 2 ciclos de sueño no estamos realmente durmiendo: es una especie de zona intermedia, en la que si no somos molestados (por la luz, el frío, el ruido, etc) pasamos a entrar a otro ciclo de 90 minutos.

            

Si durmiésemos de forma completamente natural, sin alarmas u otro tipo de molestas perturbaciones, nos despertaríamos, aproximadamente, tras un múltiplo de 90 minutos (suponiendo que ese tiempo, variable en función del individuo, sea la duración de un ciclo completo). Por ejemplo tras 4.5 horas, 6 horas, 7.5 horas o 9 horas, pero nunca tras 7 u 8 horas (que no son múltiplos de 90 minutos). Una persona que sólo duerma un número de ciclos completos se sentirá más descansada que otra que aún durmiendo más no haya podido completar uno de los ciclos por haberse levantado antes de acabarlo (es decir, que lo haga en la etapa de sueño “profundo” y no en la inicial de sueño “ligero”). Así es como se explica que cuando nos despertamos de forma natural sin usar despertador, nos levantemos generalmente despejados ya que lo solemos hacer justo al concluir un ciclo. El secreto para despertarse despejado es hacerlo justo cuando acaba un ciclo de sueño y empieza otro, es decir, hacerlo en la etapa inicial de sueño “ligero”. Si interrumpimos un ciclo estamos rompiendo algún esquema predefinido con respecto al descanso, si el sueño se interrumpe en las fases de sueño profundo, el efecto de descanso se desvirtúa. Por ejemplo, en la fase en la que nuestros receptores sensoriales están desconectados para proporcionar descanso al organismo, despertarse significa sentirse desorientado y cansado, mientras que despertarse en las fases de sueño ligero no implica tal desestabilización.

En este caso también se encuentra la siesta ligera, con una duración no superior a 30 minutos, siendo mucho más efectiva si dura 20, y tras ella nos despertaremos frescos y dispuestos a emprender nueva actividad psicológica o física. Si alargamos la siesta más de lo necesario, nos levantaremos torpes, cansados y somnolientos, siendo más contraproducente que beneficiosa.

Sueño, aprendizaje y creatividad

El sueño contribuye, y de hecho es esencial para reforzar la memoria y el aprendizaje. Se han hecho experimentos que confirman que dormir por un tiempo después de aprender algo nuevo permite fijar los resultados en el recuerdo mucho mejor que después de pasar la misma cantidad de tiempo de vigilia. Pero lo que es menos conocido es que en ocasiones es el impulsor final en la última fase de la creatividad. Diversas investigaciones confirman las ayudas del sueño REM en la resolución creativa de problemas. Las áreas del cerebro que generalmente restringen nuestra forma de pensar al plano lógico y familiar son mucho menos activas durante el sueño REM, y muchos estudios sugieren que la desinhibición es un componente crucial del pensamiento creativo 

Por ejemplo resulta destacable el caso de Dimitri Mendeleiev (descubridor de la tabla periódica de los elementos), ya que fue un sueño lo que lo hizo inmortal en la historia de la ciencia. Mendeleiev llevaba meses trabajando en su gran obra: "Química Orgánica" y una noche se quedó dormido en su laboratorio. Aquella noche soñó con una estructura de tabla con columnas e hileras. Cuando despertó de aquel sueño estaba tan impresionado, que escribió en un papel todo. Ese sueño le permitió clarificar los miles de datos que tenía almacenados en su cerebro y que eran fruto de su exhaustivo trabajo, ordenando los elementos químicos conocidos y llegando a predecir su peso atómico y las propiedades físicas y químicas de otros elementos desconocidos de la época, a los que reservo un espacio vacío en su famosa tabla.

También durante el sueño, Friedrich August Kekulé propuso la estructura del benceno y Otto Loewi pensó en el experimento de la neurociencia que le hizo ganar el Premio Nobel de Medicina. Innumerables artistas y cineastas han descrito imágenes que experimentaron en su sueño, Mary Shelley soñó las dos escenas principales de Frankenstein, y Robert Louis Stevenson hizo lo mismo con el Dr. Jekyll y Mr. Hyde. Ludwig van Beethoven, Paul McCartney y Billy Joel se despertaron para plasmar nuevas canciones que sonaban en sus mentes. 

Sin embargo, los sueños no siempre tienen esas repercusiones tan brillantes, de hecho la mayoría de veces son incoherentes, extraños o incluso triviales. Durante décadas los científicos se han preguntado sobre cómo los sueños pueden mostrar características tan diversas. La investigación está comenzando a sugerir que los sueños son simplemente pensamientos en un estado bioquímico diferente. Las demandas fisiológicas del sueño alteran el funcionamiento del cerebro y la química del cerebro dormido afecta la manera en que percibimos nuestros propios pensamientos. Este inusual estado de conciencia es a menudo una ventaja para la resolución de problemas ya que nos ayuda a encontrar soluciones fuera de nuestros patrones normales de pensamiento. 

En las últimas dos décadas la tomografía por emisión de positrones (TEP) nos ha permitido ver qué áreas del cerebro están involucradas en los sueños. Partes de la corteza asociada con las imágenes visuales y la percepción del movimiento se activan aún más dramáticamente que cuando estamos despiertos, al igual que algunas áreas del cerebro asociadas con las emociones profundas. Por el contrario, la corteza prefrontal dorsolateral está menos comprometida durante el sueño, esta área se relaciona con la evaluación de lo que es lógico y apropiado socialmente, de ahí lo habitual de encontrarnos con sueños que se enmarcan en escenarios que son ilógicos o anormales. 

Otras curiosidades acerca del sueño

Pero las anteriores no son las únicas consideraciones y curiosidades que podemos extraer del sueño, a continuación detallamos otras particularidades de interés y trataremos de responder algunas preguntas habituales.

- ¿Qué son los ritmos circadianos?. La naturaleza genera ritmos por doquier. En nuestro caso, un conjunto de ellos son los que reciben el nombre de ritmos circadianos (del latín: alrededor del día). El ciclo circadiano humano no es de exactamente de 24 horas como el ciclo diario, nuestro ciclo es unos minutos más largo. Por eso la tendencia natural de la mayoría de humanos es acostarse un poco más tarde que el día anterior y levantarse también un poco más tarde. Esos ritmos son los que hacen que, cuando la noche se acerca, comiencen a aumentar los niveles de melatonina, una hormona que nos relaja y disminuye las funciones vitales, que nos prepara para el sueño. Son también esos ritmos los que, un par de horas antes de que despertemos producen un gran pico de cortisol, la llamada hormona del estrés, que nos prepara para el día subiendo la tensión arterial, liberando azúcar a la sangre y aumentando nuestro nivel de alerta ante el día que se avecina.

- A veces sobre todo en la semana laboral, nos despertamos en los minutos previos a que suene el despertador. ¿Por qué sucede esto? Según Eduardo Estivill, director de la Unidad del Sueño del Instituto Dexeus de Barcelona: “La culpa la tiene el núcleo supraquiasmático. Esta zona del hipotálamo es nuestro reloj biológico. Nos indica cuándo tenemos que despertarnos y cuándo debemos dormir. Así, si lo acostumbramos, despertándonos siempre a una hora concreta, puede que con el tiempo él mismo se despierte siempre a la misma hora, sin estímulos externos. Esto le sucede a mucha gente después de sostener una rutina similar durante un tiempo prolongado".

- ¿Realmente necesitamos dormir 8 horas? Todo depende de nuestra genética y si nos sentimos frescos durante el día. Según el profesor Jim Horne, director del Loughborough University’s Sleep Research Centre, hay una distribución normal, la media de la duración de sueño que necesita la gente está en torno a las 7 horas.

Pero aún hay más, en realidad los humanos no requerimos de una noche de ocho horas de sueño sin interrupción. Dormir en dos etapas separadas (patrón bimodal) por un intervalo de 45 min o una hora era habitual en la Edad Media. En la literatura medieval inglesa queda muy claro que hay un primer sueño («first sleep», que a veces llaman «dead sleep») y un segundo sueño («second sleep» que a veces llaman «morning sleep») separados por un periodo de tranquila vigilia. Frases similares existen en francés («premier sommeil», «premier somme»), en italiano («primo sonno») e incluso en latín («primo somno» o «comcubia nocte»). Este periodo de vigilia era muy valorado en la Europa medieval como tiempo de tranquilidad y relax. 

A principios de los años 90 del siglo pasado, el Dr. Thomas Wehr del «National Institute of Mental health» hizo un experimento que inspiró otros muchos. Puso a un grupo de voluntarios sanos durante un mes que debían vivir con catorce horas diarias de oscuridad. Podían dormir todas las horas que quisieran. A la cuarta semana, dormían ocho horas en la oscuridad pero no lo hacían de un tirón, sino que seguían las pautas de la literatura medieval: dormían un «primer sueño» que duraba entre tres y cinco horas, estaban despiertos durante una o dos horas y luego volvían a dormirse de un modo muy rápido. El Dr. Wehr encontró que las ganas repentinas de volver dormir coincidían con un pico en la concentración de la hormona melatonina. Parece que con la electricidad y la luz artificial, nuestra especie ha logrado retrasar la liberación de la melatonina y con ella el sueño, por eso es posible mantenernos despiertos por más tiempo y obviar el llamado del reloj biológico que se activa, entre otras cosas, con la oscuridad.

- Por la noche, el cuerpo descansa; pero en realidad nuestro cerebro sigue casi tan activo como durante la vigilia, su actividad sólo se reduce un 20% en las horas de sueño. Muchos grupos neuronales se mantienen activos y producen impulsos nerviosos, por lo que durante el sueño se mantiene una importante tasa de consumo de glucosa y de oxígeno.

-¿Es verdad que se crece mientras se duerme? La secreción hormonal tiene un ritmo circadiano. Esto quiere decir que su intensidad varía a lo largo del día, no es constante. Durante la fase 3 del sueño no REM se incrementa enormemente la secreción de la hormona del crecimiento (HGH), así como muchas de las sustancias que estimulan el sistema inmunitario defensivo. Por eso, durante las enfermedades los niños duermen más: se incrementa su sistema inmunitario. De la misma manera, tras las enfermedades, y por dormir más, se pueden observar con claridad los ‘estirones’ del crecimiento.

- ¿Se puede aprender algo mientras se duerme si dejamos reproduciendo una grabación con lo que queremos recordar? No. Durante la noche se consolidan los recuerdos, como hemos comentado al principio del artículo, de forma que a la mañana siguiente recordaremos mejor lo que hayamos leído o visto en las últimas horas antes de caer dormidos. Pero en varios experimentos científicos se ha tratado de conseguir que un grupo de personas recuerde una grabación que se les ponía mientras dormía y el resultado ha sido siempre nefasto.

- En base al sueño se pueden distinguir tres tipos de personas: los búhos, las alondras y, como en muchas otras distinciones, "los del medio" (aunque en la realidad todo sea un continuo). Los primeros son aquéllos que tienden a acostarse tarde, y consecuentemente, levantarse bien entrada la mañana. Los segundos son los que por el contrario, tienden a madrugar.

Según el neuropsicólogo belga Philippe Peigneux es la genética la que marca si somos madrugadores y transochadores extremos (15% de la población), neutros (70%) o madrugadores y trasnochadores moderados (15%). El motivo de esta variación se ha estudiado desde el punto de vista evolutivo, y una teoría sugiere que su existencia era ventajosa para las tribus antiguas, ya que garantizaba que siempre habría alguien despierto haciendo guardia frente a posibles peligros. Y lo que se ha visto recientemente es que, independientemente de la tendencia individual, todos los adolescentes tienden a ser búhos, pero que con la edad esta tendencia va disminuyendo, especialmente en las mujeres. De hecho, el patrón de sueño de ambos sexos se iguala al filo de la menopausia, lo que sugiere que las hormonas seguramente juegan un importante papel. Parece ser que la diferencia de conducta entre madrugadores y trasnochadores se debe en parte al resultado de las interacciones entre las regiones cerebrales que controlan la presión del sueño y los ritmos circadianos.

-  La jornada laboral nocturna "perjudica seriamente la salud", provoca enfermedades y acorta la vida. Por cada 15 años de trabajo nocturno las personas pierden cinco años de esperanza de vida. En otros países europeos, como los países nórdicos, aconsejan no hacer turnos de noche a las personas mayores de 35 años ya que esto supone un enorme gasto para la Seguridad Social.

- Todos los seres con sistema nervioso necesitan dormir, lo que ocurre es que no todos lo hacen de la misma forma ni necesitan el mismo tiempo de descanso.

- ¿Se pueden interpretar los sueños? Hoy sabemos que la idea de Freud en su “Interpretación de los sueños” que relaciona el sueño con nuestros impulsos sexuales no se sostiene por ningún lado, jamás se ha podido demostrar. Dado que el cerebro de cada uno de nosotros le da valores distintos a cada objeto, cada situación y a cada persona, tratar de compilar una especie de diccionario objeto=significado, como si cada cosa significase lo mismo para todo el mundo es completamente absurdo. Hoy por hoy, no tenemos manera de universalizar o estandarizar las experiencias oníricas, por lo tanto, no hay ninguna forma fiable de saber qué nos quiere contar nuestro cerebro con ese puzzle de emociones, imágenes y situaciones. De hecho, ni siquiera sabemos si realmente quiere contarnos algo, o simplemente es el efecto secundario de la activación de las neuronas con otro fin.

- Es un hecho ya científicamente comprobado que todos soñamos. A pesar de que a veces hay personas que creen que no han soñado, siempre tenemos sueños. Otra cosa es que no lo recordemos. A los 5 minutos de habernos despertado se habrán olvidado la mitad de los sueños y, al cabo de 10 minutos, se habrán olvidado cerca del 90%. Si sumásemos el tiempo de cada uno de nuestros sueños, en promedio veríamos que pasamos unos tres años de nuestra vida soñando. Soñar tiene una función biológica y psicológica importante, y forma parte de nuestro patrimonio evolutivo. Se cree que una función de los sueños es entrenarnos ante situaciones extraordinarias de amor, peligro, miedo o sorpresa que podemos afrontar en nuestra vida real.

- Se han hecho estudios que muestran que sólo cerca del 10% de lo que soñamos es en blanco y negro, el resto del sueño es a todo color. Estudios desde 1915 hasta la década de 1950 sostenían que la mayoría de los sueños eran en blanco y negro, pero estos resultados empezaron a cambiar en la década de 1960. Hoy en día, sólo el 4% de los sueños de los menores de 25 años de edad son en blanco y negro. Investigaciones recientes han sugerido que los resultados cambiantes podrían estar relacionados con el cambio tecnológico producido en nuestra historia reciente del blanco y negro a la televisión a color

- En nuestros sueños solo vemos caras que ya conocemos. Nuestra mente no inventa nada, en nuestros sueños vemos rostros reales de personas reales que hemos visto durante nuestra vida, pero que puede que no recordemos. 

Fuentes: todointeresante, quo, dopaminabienrepartida, espaciociencia, dixitciencia