Así es como una buena noche de sueño limpia las toxinas del cerebro

Las ondas cerebrales sincronizadas en el sueño no REM probablemente juegan un papel clave en la prevención de la acumulación de toxinas en nuestro cerebro.

Laura Lewis y su equipo de investigadores pasaron la noche en su laboratorio de la Universidad de Boston. Lewis hizo pruebas hasta alrededor de las 3:00 de la mañana, luego se fue a dormir al día siguiente. Fue como el desfase horario, dice, sin cambiar las zonas horarias. No es que Lewis no aprecie los méritos de una buena noche de sueño. Ella hace. Pero cuando tratas de trazar un mapa de lo que está sucediendo en el cerebro de un hombre dormido, terminas haciendo algunos sacrificios. “Es una gran ironía la investigación del sueño”, dice. “Has estado limitado desde que la gente durmió”.

Sus resultados, publicados hoy en la revista Science, muestran cómo nuestro cuerpo elimina toxinas de nuestro cerebro mientras dormimos y podrían abrir nuevas vías para tratar y prevenir enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

Cuando dormimos, nuestro cerebro atraviesa varias fases, desde un sueño ligero hasta un sueño profundo que se siente como si hubiéramos perdido el conocimiento, hasta el sueño de movimiento rápido (REM), cuando es más probable que tengamos sueños. El trabajo de Lewis analiza el sueño no REM, esa fase profunda que generalmente ocurre más temprano en la noche y ya se ha asociado con la retención de la memoria. Un importante estudio de 2013 en ratones mostró que mientras los roedores dormían, se eliminaron toxinas como el beta amiloide, que puede contribuir a la enfermedad de Alzheimer.

Lewis tenía curiosidad por saber cómo se eliminaban esas toxinas y por qué este proceso solo ocurría durante el sueño. Sospechaba que el líquido cefalorraquídeo, un líquido claro parecido al agua que fluye alrededor del cerebro, podría estar involucrado. Pero no estaba segura de qué tenía de especial el sueño. Por lo tanto, su laboratorio diseñó un estudio que midió varias variables diferentes al mismo tiempo.

Los participantes del estudio tuvieron que acostarse y quedarse dormidos en una máquina de resonancia magnética. Para lograr ciclos de sueño realistas, los investigadores tuvieron que realizar las pruebas a la medianoche e incluso les pidieron a los sujetos que permanecieran despiertos la noche anterior, para que las personas estuvieran listas para irse después de que comenzara la prueba.

Lewis equipó a los participantes con una gorra EEG para que pudieran ver las corrientes eléctricas fluyendo a través de sus cerebros. Estas corrientes le mostraron la etapa de sueño en la que se encontraba la persona. Mientras tanto, la resonancia magnética midió los niveles de oxígeno en la sangre en el cerebro y mostró cuánto líquido cefalorraquídeo entraba y salía del cerebro. “Sentimos que cada uno de estos valores era importante, pero la forma en que cambian durante el sueño y la forma en que se relacionan entre sí durante el sueño era un territorio inexplorado para nosotros”, dice.

Lo que descubrió fue que durante el sueño no REM, ondas grandes y lentas de líquido cefalorraquídeo inundaban el cerebro. Las lecturas de EEG ayudaron a mostrar por qué. Durante el sueño no REM, las neuronas comienzan a sincronizarse, comenzando y deteniéndose al mismo tiempo. “Primero verías esta onda eléctrica en la que todas las neuronas estarían en silencio”, dice Lewis. Debido a que todas las neuronas han dejado de activarse en este momento, no necesitan tanto oxígeno. Eso significaba que fluiría menos sangre al cerebro. Pero el equipo de Lewis también notó que el líquido cefalorraquídeo entraba rápidamente, llenando el espacio dejado atrás.

“Es un trabajo fantástico”, dice Maiken Nedergaard, neuróloga de la Universidad de Rochester, quien dirigió el estudio de 2013 que describió por primera vez cómo el sueño puede eliminar las toxinas en ratones. “No creo que nadie en la fantasía más salvaje haya demostrado realmente que la actividad eléctrica del cerebro se mueve sin problemas. Entonces es muy interesante. “

Una contribución importante del artículo es que muestra que los sistemas que Nedergaard estudió en ratones están presentes y son extremadamente importantes para los humanos. “Te dice que dormir no se trata solo de relajarte”, dice Nedergaard. “El sueño es en realidad una función muy distinta”. No todas las neuronas se detienen al mismo tiempo cuando estamos despiertos. Por lo tanto, el nivel de sangre en el cerebro no desciende lo suficiente como para permitir que ondas sustanciales de líquido cefalorraquídeo circulen por el cerebro y eliminen todos los subproductos metabólicos que se acumulan, como el beta amiloide.

El estudio también podría tener aplicaciones clínicas para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer. Los intentos recientes de desarrollar fármacos se han centrado en el beta-amiloide. Pero los medicamentos que parecían prometedores al principio fracasaron una vez que ingresaron a los ensayos clínicos. “Esto abre un nuevo camino”, dice Nedergaard. En lugar de intentar actuar sobre una determinada molécula, las nuevas intervenciones podrían centrarse en aumentar la cantidad de líquido cefalorraquídeo que fluye por el cerebro.

Esto ayudaría a eliminar el beta-amiloide, pero también podría ayudar con otras moléculas, como tau, una proteína que se enreda en los cerebros de los pacientes con Alzheimer y daña las conexiones entre las neuronas. Encontrar una manera de deshacerse de toda esta basura podría ser mucho más poderoso que concentrarse en solo una parte del problema. “El envejecimiento no es solo una molécula”, dice Nedergaard. “Todo falla”.

Estos hallazgos traen consigo su propio conjunto de preguntas. Lewis no estudió lo que sucede en otras etapas del sueño y solo observó a adultos jóvenes sanos. Pero los métodos que usó fueron completamente no invasivos, o tan no invasivos como las personas que duermen en una resonancia magnética mientras pueden estar conectadas a muchas máquinas. Ni siquiera inyectó la pintura. Esto le facilitará comenzar a estudiar a los participantes mayores que pueden estar desarrollando enfermedades neurodegenerativas.

Probablemente signifique muchas más noches en el laboratorio para Lewis.

Esta historia se publicó originalmente en DyN Noticias US

⏲️ ¿Qué pasaría si elimináramos por completo las zonas horarias?

🍎 Prepárate para el mayor lanzamiento de Apple de todos los tiempos

🏙️ Dentro de la megaciudad que se hunde, que no se puede salvar

Conozca al economista con un plan brillante para arreglar el capitalismo

Leer lectura larga: en Google Stage

📧 Recibe las mejores ofertas técnicas y novedades sobre gadgets en tu bandeja de entrada

Gran parte de las noticias de la ciencia de todo el mundo en un sólo sitio. noticias de Ciencia.