Para comprender la fisiología del sueño, debemos entender la fisiología del cerebro, porque los cambios fisiológicos más pronunciados del sueño se producen en el cerebro.
El cerebro consume mucha menos energía durante el sueño que cuando está despierto, especialmente durante el sueño no REM. En las zonas de actividad reducida, el cerebro restablece su suministro de ATP (trifosfato de adenosina), la molécula utilizada para el almacenamiento y transporte de energía a corto plazo. En vigilia tranquila, el cerebro es responsable del 20% del consumo energético del organismo, por lo que esta reducción tiene un efecto notable en el consumo total de energía.
El sueño aumenta el umbral sensorial, lo que significa que las personas que duermen perciben menos estímulos, pero en general pueden seguir respondiendo a ruidos fuertes y otros acontecimientos sensoriales destacados.
Durante el sueño de ondas lentas, los humanos segregan ráfagas de hormona del crecimiento.
Todo sueño, incluso durante el día, está asociado a la secreción de prolactina.
Los métodos fisiológicos clave para monitorizar y medir los cambios durante el sueño incluyen:
- EEG - electroencefalografía de las ondas cerebrales,
- EOG electrooculografía de los movimientos oculares, y
- EMG electromiografía de la actividad del músculo esquelético.
La recogida simultánea de estas mediciones se denomina polisomnografía (PSG), tipo de estudio del sueño que puede realizarse en un laboratorio del sueño especializado.
Los investigadores del sueño también utilizan:
- EKG simplificado - electrocardiografía para la actividad cardiaca y
- actigrafía para los movimientos motores.
ONDAS CEREBRALES DURANTE EL SUEÑO
La actividad eléctrica que se observa en un EEG representa las ondas cerebrales. La amplitud de las ondas del EEG en una frecuencia determinada corresponde a distintos puntos del ciclo sueño-vigilia, como estar dormido, despierto o dormido.
Las ondas alfa, beta, theta, gamma y delta se observan en las diferentes etapas del sueño y cada forma de onda mantiene una frecuencia y amplitud diferentes:
- Las ONDAS ALFA se observan cuando una persona se encuentra en estado de reposo, pero todavía está plenamente consciente. Sus ojos pueden estar cerrados y todo su cuerpo está en reposo y relativamente quieto, donde el cuerpo está empezando a ralentizarse.
- LAS ONDAS BETA toman el relevo de las ondas alfa cuando una persona está atenta, ya que puede estar completando una tarea o concentrándose en algo. Las ondas beta son las de mayor frecuencia y menor amplitud, y se producen cuando una persona está totalmente alerta.
- Las ONDAS GAMMA se observan cuando una persona está muy concentrada en una tarea o utilizando toda su concentración.
- Las ONDAS THETA se producen durante el periodo en que la persona está despierta, y continúan en la transición a la fase 1 del sueño y en la fase 2.
- Las ONDAS DELTA se observan en las fases 3 y 4 del sueño, cuando la persona se encuentra en el sueño más profundo.
SUEÑO NO REM Y REM
El sueño se divide en dos grandes tipos: el sueño sin movimientos oculares rápidos (no-REM o NREM) y el sueño con movimientos oculares rápidos (REM). El sueño no-REM y el sueño REM son tan diferentes que los fisiólogos los identifican como estados conductuales distintos.
El sueño NO-REM se produce en primer lugar y, tras un periodo de transición, se denomina sueño de ondas lentas o sueño profundo. Durante esta fase, la temperatura corporal y la frecuencia cardiaca descienden y el cerebro consume menos energía.
El sueño REM, también conocido como sueño paradójico, representa una parte menor del tiempo total de sueño. Es la principal ocasión para soñar (o tener pesadillas), y se asocia con ondas cerebrales desincronizadas y rápidas, movimientos oculares, pérdida del tono muscular y suspensión de la homeostasis.
El CICLO DEL SUEÑO, en el que se alternan las fases NREM y REM, dura una media de 90 minutos y se repite entre 4 y 6 veces en una noche de sueño reparador.
La Academia Americana de Medicina del Sueño (AASM) divide el sueño NREM en tres etapas: N1, N2 y N3, la última de las cuales también se denomina sueño delta o sueño de ondas lentas.
Todo el periodo transcurre normalmente en el orden siguiente N1 → N2 → N3 → N2 → REM.
El sueño REM se produce cuando una persona vuelve al estadio 2 o 1 desde un sueño profundo. Hay una mayor cantidad de sueño profundo (estadio N3) al principio de la noche, mientras que la proporción de sueño REM aumenta en los dos ciclos que preceden al despertar natural.
DESPERTAR
El despertar puede significar el final del sueño o simplemente un momento para observar el entorno y reajustar la posición del cuerpo antes de volver a dormirse. Los durmientes suelen despertarse poco después del final de una fase REM o, a veces, en plena fase REM. Los indicadores circadianos internos, junto con una reducción satisfactoria de la necesidad homeostática de sueño, suelen provocar el despertar y el final del ciclo de sueño. El despertar implica una mayor activación eléctrica en el cerebro, que comienza en el tálamo y se extiende por todo el córtex.
En una noche de sueño normal, no se pasa mucho tiempo despierto. En varios estudios sobre el sueño que se han realizado utilizando la electroencefalografía, se ha descubierto que las mujeres están despiertas entre un 0 y un 1% durante su sueño nocturno, mientras que los hombres están despiertos entre un 0 y un 2% durante ese tiempo. En los adultos, la vigilia aumenta, sobre todo en los ciclos posteriores. En un estudio se observó un 3% de tiempo despierto en el primer ciclo de sueño de noventa minutos, un 8% en el segundo, un 10% en el tercero, un 12% en el cuarto y un 13-14% en el quinto. La mayor parte de este tiempo de vigilia se producía poco después del sueño REM.
Hoy en día, muchos seres humanos se despiertan con un despertador; sin embargo, las personas también pueden despertarse de forma fiable a una hora concreta sin necesidad de alarma. Muchos duermen de forma diferente los días laborables y los días libres, un patrón que puede conducir a una desincronización circadiana crónica. Muchas personas miran regularmente la televisión y otras pantallas antes de acostarse, un factor que puede agravar la desincronización del ciclo circadiano. Los estudios científicos sobre el sueño han demostrado que el estado del sueño al despertar es un factor importante para amplificar la inercia del sueño.
Entre los factores que determinan el estado de alerta tras despertarse se encuentran la cantidad/calidad del sueño, la actividad física del día anterior, un desayuno rico en carbohidratos y una baja respuesta de glucosa en sangre al mismo.
ESTRUCTURAS CEREBRALES RELACIONADAS CON EL SUEÑO
Durante el sueño intervienen diferentes estructuras cerebrales.
EL HIPÓTALMO, una estructura del tamaño de un cacahuete situada en el interior del cerebro, contiene grupos de células nerviosas que actúan como centros de control del sueño y la excitación. Dentro del hipotálamo se encuentra el núcleo supraquiasmático (SCN), un conjunto de miles de células que reciben información sobre la exposición a la luz directamente de los ojos y controlan el ritmo del comportamiento. Algunas personas con daños en el SCN duermen de forma errática a lo largo del día porque no son capaces de hacer coincidir sus ritmos circadianos con el ciclo luz-oscuridad. La mayoría de las personas ciegas mantienen cierta capacidad para percibir la luz y son capaces de modificar su ciclo de sueño/vigilia.
EL TRONCO CEREBRAL, en la base del cerebro, se comunica con el hipotálamo para controlar las transiciones entre la vigilia y el sueño. El tronco encefálico incluye las estructuras denominadas protuberancia, médula y mesencéfalo. Las células del hipotálamo y el tronco encefálico que favorecen el sueño producen una sustancia química cerebral llamada GABA, que actúa reduciendo la actividad de los centros de excitación del hipotálamo y el tronco encefálico. El tronco encefálico, especialmente la protuberancia y la médula, también desempeña un papel especial en el sueño REM: envía señales para relajar los músculos esenciales para la postura corporal y los movimientos de las extremidades, de modo que no actuemos en nuestros sueños.
EL TÁLAMO actúa como transmisor de la información de los sentidos a la corteza cerebral, la parte del cerebro que interpreta y procesa la información de la memoria a corto y largo plazo. En la mayoría de las fases del sueño, el tálamo permanece en silencio, lo que permite desconectar del mundo exterior. Pero durante el sueño REM, el tálamo está activo, enviando a la corteza cerebral imágenes, sonidos y otras sensaciones que llenan nuestros sueños.
LA GLÁNDULA PINEAL, situada en los dos hemisferios cerebrales, recibe señales del SCN y aumenta la producción de la hormona melatonina, que ayuda a conciliar el sueño cuando se apagan las luces. Las personas que han perdido la vista y no pueden coordinar su ciclo natural de vigilia-sueño con la luz natural pueden estabilizar sus patrones de sueño tomando pequeñas cantidades de melatonina a la misma hora cada día. Los científicos creen que los picos y valles de melatonina a lo largo del tiempo son importantes para hacer coincidir el ritmo circadiano del cuerpo con el ciclo externo de luz y oscuridad.
EL CORTEBRAZO BASAL, cerca de la parte frontal e inferior del cerebro, también favorece el sueño y la vigilia, mientras que parte del mesencéfalo actúa como sistema de excitación. La liberación de adenosina (un subproducto químico del consumo de energía celular) por las células del cerebro anterior basal y probablemente de otras regiones favorece el impulso del sueño. La cafeína contrarresta la somnolencia bloqueando la acción de la adenosina.
LA AMIGDALA, una estructura en forma de almendra que interviene en el procesamiento de las emociones, se vuelve cada vez más activa durante el sueño REM.
Espero que ahora se entienda mejor la fisiología del sueño. Si no es así, estamos abiertos a explorar con usted las preguntas adicionales que tenga.