Averiguan qué sucede en nuestro cerebro cuando no dormimos: así funciona el 'modo limpieza'

Todos lo hemos experimentado: tras una mala noche de sueño, no te sientes tan alerta como deberías. Nuestra mente parece confusa y te distraes fácilmente, cuando deberías estar atento.

Un nuevo estudio del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ha revelado lo que sucede en el cerebro cuando se producen estos lapsos momentáneos de atención. Los investigadores descubrieron que, durante estos lapsos, un flujo de líquido cefalorraquídeo sale del cerebro, un proceso que normalmente ocurre durante el sueño y ayuda a eliminar los desechos acumulados durante el día. Se cree que esta eliminación es necesaria para mantener un cerebro sano y con un funcionamiento normal.

Cuando una persona sufre de falta de sueño, parece que su cuerpo intenta compensar este proceso de limpieza iniciando pulsos de flujo del líquido cefalorraquídeo. Sin embargo, esto tiene como consecuencia una disminución drástica de la atención.

"Si no duermes, las ondas del líquido cefalorraquídeo comienzan a interferir en tu estado de vigilia, donde normalmente no las percibirías. Sin embargo, esto conlleva una pérdida de atención, ya que esta disminuye durante los momentos en que se produce este flujo de líquido", explica Laura Lewis, titular de la cátedra Athinoula A. Martinos del MIT y autora principal del estudio, publicado recientemente en Nature Neuroscience.

Limpiar el cerebro

Aunque el sueño es un proceso biológico crucial, desconocemos con exactitud por qué es tan importante. Parece ser esencial para mantener el estado de alerta. Y está bien documentado que la privación del sueño provoca alteraciones de la atención y otras funciones cognitivas.

Durante el sueño, el líquido cefalorraquídeo que protege el cerebro ayuda a eliminar los desechos acumulados durante el día. Una investigación de la propia profesora Lewis, publicada en 2019, demostró que el flujo de líquido cefalorraquídeo sigue un patrón rítmico de entrada y salida del cerebro, durante el sueño. Y que estos flujos están relacionados con cambios en las ondas cerebrales durante el sueño.

TE PUEDE INTERESAR

De los divorcios a la ansiedad: la "tortura" de sufrir insomnio (y cómo solucionarlo)

Andrea Muñoz

Este hallazgo llevó a Lewis a preguntarse qué podría ocurrir con el flujo de líquido cefalorraquídeo tras la privación del sueño. Para analizar esta cuestión, ella y sus colegas reclutaron a 26 voluntarios que fueron evaluados dos veces: una tras una noche de privación del sueño en el laboratorio y otra después de haber descansado adecuadamente.

Por la mañana, los investigadores monitorizaron diversas medidas de la función cerebral y corporal mientras los participantes realizaban una tarea comúnmente utilizada para evaluar los efectos de la privación del sueño.

TE PUEDE INTERESAR

Giro de 180 grados en Madrid: abrirá un mega centro comercial junto al Metropolitano con un gimnasio, cine y el mayor parque de olas de Europa

Marina Velasco

Durante la tarea, cada participante llevó un gorro de electroencefalograma que registraba sus ondas cerebrales, mientras se encontraban dentro de un escáner de resonancia magnética funcional. Los investigadores utilizaron una versión modificada de la resonancia, que les permitió medir no solo la oxigenación sanguínea en el cerebro, sino también el flujo de líquido cefalorraquídeo dentro y fuera del cerebro. Asimismo, midieron la frecuencia cardíaca, la frecuencia respiratoria y el diámetro de la pupila de cada sujeto.

Los participantes realizaron dos tareas de atención -una visual y otra auditiva- mientras estaban en el escáner: en la tarea visual, debían observar una pantalla con una cruz fija. A intervalos aleatorios, la cruz se transformaba en un cuadrado y debían presionar un botón cada vez que lo vieran. En la tarea auditiva, oían un pitido en lugar de ver la transformación visual.

Tal y como se esperaba, los participantes con privación de sueño tuvieron un rendimiento mucho peor que los participantes bien descansados. Sus tiempos de respuesta fueron más lentos y, en algunos casos, los participantes ni siquiera registraron el cambio.

TE PUEDE INTERESAR

El uso continuado de melatonina para el insomnio se relaciona con problemas del corazón

Andrea Muñoz

Durante estos lapsos momentáneos de atención, los investigadores identificaron varios cambios fisiológicos simultáneos. El más significativo fue el flujo de líquido cefalorraquídeo que salía del cerebro justo cuando ocurrían dichos lapsos. Tras cada lapso, el líquido volvía a entrar al cerebro. "Los resultados sugieren que, en el momento en que falla la atención, este fluido se expulsa del cerebro. Y cuando se recupera la atención, vuelve a entrar", detalla la profesora Lewis.

Con estos resultados, los investigadores plantean la hipótesis de que, cuando el cerebro sufre privación de sueño, comienza a compensar la pérdida de la limpieza que normalmente ocurre durante el sueño, aunque estos pulsos de flujo de líquido cefalorraquídeo impliquen una pérdida de atención.

“Una forma de entender que esto suceda es que, debido a la gran necesidad de sueño del cerebro, este se esfuerza por entrar en un estado similar al sueño para restaurar algunas funciones cognitivas”, añade Zinong Yang, investigador postdoctoral en el MIT que también ha participado en el estudio. “El sistema de fluidos cerebrales intenta restablecer la función, impulsando al cerebro a alternar entre estados de alta atención y de alta fluidez cognitiva”.

Un circuito unificado

Los investigadores también hallaron otros cambios fisiológicos relacionados con las distracciones, como la disminución de la frecuencia respiratoria y cardíaca, junto con la constricción de las pupilas: observaron que comenzaba unos 12 segundos antes de que el líquido cefalorraquídeo saliera del cerebro y que las pupilas se dilataban nuevamente tras la distracción.

“Lo interesante es que parece que no se trata solo de un fenómeno cerebral, sino también de un mecanismo que afecta a todo el cuerpo. Esto sugiere una estrecha coordinación entre estos sistemas, de modo que, cuando falla la atención, se puede percibir y sentir psicológicamente. Pero también refleja un evento que ocurre en todo el cerebro y el cuerpo”, pormenoriza Lewis.

"Estos resultados sugieren que existe un circuito unificado que rige tanto las funciones cerebrales que consideramos de alto nivel"

Esta estrecha conexión entre eventos dispares podría indicar la existencia de un único circuito que controla tanto la atención como funciones corporales como el flujo de fluidos, la frecuencia cardíaca y la excitación, según los investigadores.

“Estos resultados sugieren que existe un circuito unificado que rige tanto las funciones cerebrales que consideramos de alto nivel [nuestra atención, nuestra capacidad de percibir el mundo y responder a él] como procesos fisiológicos fundamentales, como la dinámica de fluidos cerebrales, el flujo sanguíneo cerebral y la vasoconstricción”, resume Lewis.

En este estudio, los investigadores no exploraron qué circuito podría controlar este cambio. Pero un buen candidato, como indican, es el sistema noradrenérgico. Investigaciones recientes han demostrado que este sistema, que regula numerosas funciones cognitivas y corporales mediante el neurotransmisor noradrenalina, oscila durante el sueño normal.