Básicos del cerebro: Entender el sueño

Anatomía del sueño
Etapas del sueño
Mecanismos del sueño
¿Cuánto sueño necesitas?
Sueño
El papel de los genes y los neurotransmisores
Seguimiento del sueño a través de la tecnología inteligente
Consejos para dormir bien
Esperanza a través de la investigación
¿Dónde puedo obtener más información?

Introducción

El sueño es una parte importante de su rutina diaria: pasa aproximadamente un tercio de su tiempo haciéndolo. Un sueño de calidad -y obtenerlo en cantidad suficiente y en los momentos adecuados- es tan esencial para la supervivencia como la comida y el agua. Sin dormir no se pueden formar ni mantener las vías cerebrales que permiten aprender y crear nuevos recuerdos, y es más difícil concentrarse y responder con rapidez.

El sueño es importante para una serie de funciones cerebrales, incluida la forma en que las células nerviosas (neuronas) se comunican entre sí. De hecho, el cerebro y el cuerpo se mantienen notablemente activos mientras se duerme. Recientes descubrimientos sugieren que el sueño desempeña una función de limpieza que elimina las toxinas que se acumulan en el cerebro mientras se está despierto.

Todo el mundo necesita dormir, pero su propósito biológico sigue siendo un misterio. El sueño afecta a casi todo tipo de tejidos y sistemas del cuerpo, desde el cerebro, el corazón y los pulmones hasta el metabolismo, la función inmunitaria, el estado de ánimo y la resistencia a las enfermedades. Las investigaciones demuestran que la falta crónica de sueño, o la obtención de un sueño de mala calidad, aumenta el riesgo de padecer trastornos como la hipertensión arterial, las enfermedades cardiovasculares, la diabetes, la depresión y la obesidad.

El sueño es un proceso complejo y dinámico que afecta a su funcionamiento en formas que los científicos están empezando a comprender. Este folleto describe cómo se regula la necesidad de dormir y lo que ocurre en el cerebro durante el sueño.

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Anatomía del sueño

Varias estructuras del cerebro están relacionadas con el sueño.

El hipotálamo, una estructura del tamaño de un cacahuete situada en la profundidad del cerebro, contiene grupos de células nerviosas que actúan como centros de control que afectan al sueño y a 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 su ritmo de 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 de luz y 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. (Las células que promueven el sueño en el hipotálamo y el tronco cerebral producen una sustancia química cerebral llamada GABA, que actúa para reducir la actividad de los centros de excitación en el hipotálamo y el tronco cerebral. 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 del cuerpo y los movimientos de las extremidades, para que no actuemos en nuestros sueños.

El tálamo actúa como repetidor de la información de los sentidos a la corteza cerebral (la cubierta del cerebro que interpreta y procesa la información de la memoria a corto y largo plazo). Durante la mayoría de las fases del sueño, el tálamo se mantiene en silencio, lo que permite desconectar el mundo exterior. Pero durante el sueño REM, el tálamo está activo, enviando al córtex imágenes, sonidos y otras sensaciones que llenan nuestros sueños.

La glándula pineal, situada en los dos hemisferios del cerebro, recibe señales del SCN y aumenta la producción de la hormona melatonina, que ayuda a conciliar el sueño una vez que se apagan las luces. Las personas que han perdido la vista y no pueden coordinar su ciclo natural de vigilia-sueño mediante 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 cerebro anterior basal, cerca de la parte frontal e inferior del cerebro, también promueve el sueño y la vigilia, mientras que parte del cerebro medio actúa como sistema de excitación. La liberación de adenosina (un subproducto químico del consumo de energía celular) por parte de las células del cerebro anterior basal y probablemente de otras regiones favorece el impulso del sueño. La cafeína contrarresta la somnolencia bloqueando las acciones de la adenosina.

La amígdala, una estructura con forma de almendra que participa en el procesamiento de las emociones, se vuelve cada vez más activa durante el sueño REM.

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Etapas del sueño

Hay dos tipos básicos de sueño: el sueño de movimientos oculares rápidos (REM) y el sueño no REM (que tiene tres etapas diferentes). Cada uno está vinculado a ondas cerebrales y actividad neuronal específicas. Usted pasa por todas las etapas del sueño no REM y REM varias veces durante una noche típica, con períodos REM cada vez más largos y profundos hacia la mañana.

La etapa 1 del sueño no REM es el paso de la vigilia al sueño. Durante este breve período (que dura varios minutos) de sueño relativamente ligero, los latidos del corazón, la respiración y los movimientos de los ojos se ralentizan, y los músculos se relajan con sacudidas ocasionales. Sus ondas cerebrales comienzan a ralentizarse respecto a sus patrones de vigilia diurna.

La fase 2 del sueño no REM es un período de sueño ligero antes de entrar en un sueño más profundo. Los latidos del corazón y la respiración se ralentizan y los músculos se relajan aún más. La temperatura corporal desciende y los movimientos oculares se detienen. La actividad de las ondas cerebrales se ralentiza pero está marcada por breves ráfagas de actividad eléctrica. En la fase 2 del sueño se pasan más ciclos de sueño repetidos que en otras fases del sueño.

La fase 3 del sueño no REM es el período de sueño profundo que se necesita para sentirse renovado por la mañana. Se produce en períodos más largos durante la primera mitad de la noche. Los latidos del corazón y la respiración se reducen a sus niveles más bajos durante el sueño. Tus músculos están relajados y puede ser difícil despertarte. Las ondas cerebrales se vuelven aún más lentas.

El sueño REM se produce por primera vez unos 90 minutos después de quedarse dormido. Sus ojos se mueven rápidamente de lado a lado detrás de los párpados cerrados. La actividad de las ondas cerebrales de frecuencia mixta se acerca más a la observada en la vigilia. La respiración se vuelve más rápida e irregular, y el ritmo cardíaco y la presión arterial aumentan hasta alcanzar niveles cercanos a los de la vigilia. La mayor parte de los sueños se producen durante el sueño REM, aunque también pueden producirse en el sueño no REM. Los músculos de los brazos y las piernas se paralizan temporalmente, lo que le impide realizar sus sueños. A medida que se envejece, se duerme menos tiempo en la fase REM. Lo más probable es que la consolidación de la memoria requiera tanto el sueño no REM como el REM.

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Mecanismos del sueño

Dos mecanismos biológicos internos -el ritmo circadiano y la homeostasis- trabajan juntos para regular cuándo se está despierto y cuándo se duerme.

Los ritmos circadianos dirigen una gran variedad de funciones, desde las fluctuaciones diarias de la vigilia hasta la temperatura corporal, el metabolismo y la liberación de hormonas. Controlan el tiempo de sueño y provocan la somnolencia nocturna y la tendencia a despertarse por la mañana sin alarma. El reloj biológico de su cuerpo, que se basa en un día de aproximadamente 24 horas, controla la mayoría de los ritmos circadianos. Los ritmos circadianos se sincronizan con las señales ambientales (luz, temperatura) sobre la hora real del día, pero continúan incluso en ausencia de señales.

La homeostasis del sueño y de la vigilia mantiene el control de la necesidad de dormir. El impulso homeostático del sueño le recuerda al cuerpo que debe dormir a partir de cierta hora y regula la intensidad del sueño. Este impulso de sueño se hace más fuerte cada hora que se está despierto y hace que se duerma más tiempo y más profundamente después de un período de privación de sueño.

Los factores que influyen en sus necesidades de sueño-vigilia incluyen las condiciones médicas, los medicamentos, el estrés, el entorno de sueño y lo que come y bebe. Quizá la mayor influencia sea la exposición a la luz. Células especializadas de las retinas de los ojos procesan la luz e indican al cerebro si es de día o de noche y pueden adelantar o retrasar nuestro ciclo de sueño-vigilia. La exposición a la luz puede dificultar la conciliación del sueño y la vuelta al sueño cuando se despierta.

Los trabajadores del turno de noche suelen tener problemas para conciliar el sueño cuando se acuestan, y también para mantenerse despiertos en el trabajo porque su ritmo circadiano natural y su ciclo de sueño-vigilia se ven alterados. En el caso del jet lag, los ritmos circadianos se desincronizan con la hora del día cuando las personas vuelan a una zona horaria diferente, creando un desajuste entre su reloj interno y el real.

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¿Cuántas horas de sueño necesita?

Su necesidad de dormir y sus patrones de sueño cambian a medida que envejece, pero esto varía significativamente entre individuos de la misma edad. No existe un «número de horas de sueño» mágico que funcione para todas las personas de la misma edad. Los bebés duermen inicialmente entre 16 y 18 horas al día, lo que puede favorecer el crecimiento y el desarrollo (especialmente del cerebro). Los niños en edad escolar y los adolescentes necesitan de media unas 9,5 horas de sueño por noche. La mayoría de los adultos necesitan entre 7 y 9 horas de sueño por noche, pero después de los 60 años, el sueño nocturno tiende a ser más corto, ligero e interrumpido por múltiples despertares. Las personas mayores también son más propensas a tomar medicamentos que interfieren con el sueño.

En general, las personas duermen menos de lo que necesitan debido a los horarios de trabajo más largos y a la disponibilidad de entretenimiento y otras actividades a todas horas.

Muchas personas creen que pueden «recuperar» las horas de sueño perdidas durante el fin de semana pero, dependiendo de lo privados de sueño que estén, dormir más tiempo los fines de semana puede no ser adecuado.

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Sueño

Todo el mundo sueña. Pasa unas 2 horas cada noche soñando pero puede no recordar la mayoría de sus sueños. No se conoce su propósito exacto, pero soñar puede ayudarte a procesar tus emociones. Los acontecimientos del día suelen invadir sus pensamientos durante el sueño, y las personas que sufren estrés o ansiedad son más propensas a tener sueños aterradores. Los sueños pueden experimentarse en todas las fases del sueño, pero suelen ser más vívidos en la fase REM. Algunas personas sueñan en color, mientras que otras sólo recuerdan los sueños en blanco y negro.

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El papel de los genes y los neurotransmisores

Señales químicas para dormir

Los grupos de neuronas que promueven el sueño en muchas partes del cerebro se vuelven más activos cuando nos preparamos para dormir. Unas sustancias químicas de señalización nerviosa llamadas neurotransmisores pueden «apagar» o amortiguar la actividad de las células que señalan la excitación o la relajación. El GABA se asocia con el sueño, la relajación muscular y la sedación. La norepinefrina y la orexina (también llamada hipocretina) mantienen activas algunas partes del cerebro mientras estamos despiertos. Otros neurotransmisores que determinan el sueño y la vigilia son la acetilcolina, la histamina, la adrenalina, el cortisol y la serotonina.

Los genes y el sueño

Los genes pueden desempeñar un papel importante en la cantidad de sueño que necesitamos. Los científicos han identificado varios genes relacionados con el sueño y los trastornos del sueño, incluidos los genes que controlan la excitabilidad de las neuronas y los genes del «reloj», como Per, tim y Cry, que influyen en nuestros ritmos circadianos y en el momento de dormir. Los estudios de asociación de todo el genoma han identificado sitios en varios cromosomas que aumentan nuestra susceptibilidad a los trastornos del sueño. Además, se han identificado diferentes genes con trastornos del sueño como el trastorno familiar de fase avanzada del sueño, la narcolepsia y el síndrome de las piernas inquietas. Algunos de los genes que se expresan en la corteza cerebral y otras áreas del cerebro cambian su nivel de expresión entre el sueño y la vigilia. Varios modelos genéticos -como el gusano, la mosca de la fruta y el pez cebra- están ayudando a los científicos a identificar los mecanismos moleculares y las variantes genéticas que intervienen en el sueño normal y en los trastornos del sueño. Otras investigaciones permitirán comprender mejor los patrones de sueño heredados y los riesgos de trastornos circadianos y del sueño.

Estudios del sueño

El médico puede recomendar una polisomnografía u otra prueba para diagnosticar un trastorno del sueño. Un polisomnograma suele implicar pasar la noche en un laboratorio o centro del sueño. Se registra la respiración, los niveles de oxígeno, los movimientos de los ojos y las extremidades, la frecuencia cardíaca y las ondas cerebrales durante toda la noche. Su sueño también se graba en vídeo y audio. Los datos pueden ayudar a un especialista del sueño a determinar si está alcanzando y pasando correctamente por las distintas etapas del sueño. Los resultados pueden ser utilizados para desarrollar un plan de tratamiento o determinar si se necesitan más pruebas.

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Seguimiento del sueño a través de la tecnología inteligente

Millones de personas utilizan aplicaciones para teléfonos inteligentes, monitores de cabecera y artículos para llevar puestos (incluyendo pulseras, relojes inteligentes y cintas para la cabeza) para recopilar y analizar de manera informal datos sobre su sueño. La tecnología inteligente puede registrar los sonidos y el movimiento durante el sueño, registrar las horas dormidas y controlar los latidos del corazón y la respiración. Mediante una aplicación complementaria, los datos de algunos dispositivos pueden sincronizarse con un teléfono inteligente o una tableta, o cargarse en un ordenador. Otras aplicaciones y dispositivos emiten ruido blanco, producen una luz que estimula la producción de melatonina y utilizan suaves vibraciones para ayudarnos a dormir y despertar.

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Consejos para dormir bien

Dormir lo suficiente es bueno para la salud. Estos son algunos consejos para mejorar su sueño:

Establezca un horario: acuéstese y levántese a la misma hora todos los días.

Haga ejercicio de 20 a 30 minutos al día, pero no más tarde de unas horas antes de acostarse.

Evite la cafeína y la nicotina a última hora del día y las bebidas alcohólicas antes de acostarse.

Relájese antes de acostarse: pruebe a darse un baño caliente, leer o realizar otra rutina relajante.

Cree una habitación para dormir: evite las luces brillantes y los sonidos fuertes, mantenga la habitación a una temperatura agradable y no vea la televisión ni tenga un ordenador en su dormitorio.

No se acueste en la cama sin dormir. Si no puede conciliar el sueño, haga otra cosa, como leer o escuchar música, hasta que se sienta cansado.

Consulte a un médico si tiene problemas para dormir o si se siente inusualmente cansado durante el día. La mayoría de los trastornos del sueño pueden tratarse eficazmente.

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Esperanza a través de la investigación

Los científicos siguen aprendiendo sobre la función y la regulación del sueño. Uno de los principales objetivos de la investigación es comprender los riesgos que conlleva la privación crónica del sueño y la relación entre el sueño y la enfermedad. Las personas con privación crónica del sueño tienen más probabilidades de sufrir sobrepeso, accidentes cerebrovasculares y enfermedades cardiovasculares, infecciones y ciertos tipos de cáncer que las que duermen lo suficiente. Los trastornos del sueño son comunes entre las personas con trastornos neurológicos relacionados con la edad, como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson. Quedan muchos misterios sobre la asociación entre el sueño y estos problemas de salud. ¿La falta de sueño conduce a ciertos trastornos o ciertas enfermedades provocan la falta de sueño? Estas, y muchas otras preguntas sobre el sueño, representan la frontera de la investigación sobre el sueño.

¿Dónde puedo obtener más información?

Para obtener información sobre otros trastornos neurológicos o programas de investigación financiados por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (National Institute of Neurological Disorders and Stroke), póngase en contacto con la Red de Recursos e Información sobre el Cerebro (BRAIN) del Instituto en:

BRAIN
P.O. Box 5801
Bethesda, MD 20824
(800) 352-9424
www.ninds.nih.gov

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Preparado por:
Oficina de Comunicaciones y Enlace Público
Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares
Institutos Nacionales de la Salud
Bethesda, MD 20892
NIH Publication No. 17-3440c

El material relacionado con la salud del NINDS se proporciona únicamente con fines informativos y no representa necesariamente el respaldo o la posición oficial del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares ni de ninguna otra agencia federal. El consejo sobre el tratamiento o el cuidado de un paciente individual debe obtenerse a través de la consulta con un médico que haya examinado a ese paciente o esté familiarizado con su historial médico.

Toda la información preparada por el NINDS es de dominio público y puede copiarse libremente. Se agradece que se cite al NINDS o a los NIH.