Las neuronas que nos dejan K.O. al dormir

El sueño REM, esa fase en la que estamos profundamente dormidos, ha fascinado a científicos, artistas, literatos y filósofos desde siempre. Entre otras cosas, porque es en ese momento misterioso cuando se producen los sueños. Sin embargo, hasta ahora, no hemos tenido oportunidad de adentrarnos en los entresijos físicos de esa experiencia. De hecho, hemos elaborado más conocimiento sobre ella a través de la imaginación y la especulación que mediante la medición exacta de los fenómenos neurológicos que la provocan.

Ayer, eso pudo empezar a cambiar. Porque tuvimos conocimiento de uno de los avances más importantes realizados hasta la fecha en la neurología del sueño: la identificación del circuito neuronal que regula el estado REM. Un equipo de neurocientíficos japoneses dirigidos por Shigeyoshi Itohara, del Instituto RIKEN de Ciencias del Cerebro, ha publicado el hallazgo en el número de ayer de la revista «Science».

Durante el sueño el cerebro de los mamíferos cambia cíclicamente. La diferencia más básica en la actividad de esos ciclos es la que se produce entre el estado REM y el estado no-REM. Algunos estudios previos habían sugerido que el interruptor que permite cambiar de uno a otro se halla en una zona del cerebro conocida como tegmento pontino. Pero ¿qué neuronas exactas de esa región se activan o desactivan mientras dormimos?

Es evidente que no podemos abrir el cráneo de una persona dormida y estudiar su cerebro en fase REM, pero la ciencia sí puede utilizar un truco alternativo. Los científicos japoneses han estudiado cerebros de ratón en fase embrionaria para localizar el momento en el que un grupo de neuronas migra desde otras áreas del cerebro al tegmento pontino. Eso ocurre entre los días 10 y 12 del desarrollo embrionario. Durante esa fase de migración las neuronas expresan un gen llamado Atoh1. De manera que los investigadores pudieron definir una diana a la que apuntar.

El siguiente paso fue desarrollar un vector vírico diseñado para acoplarse al gen identificado. Con ese virus pudieron detectar la presencia de un receptor especializado, el hm3Dq, una sustancia química con la que se comunican las neuronas relacionadas con el gen Atoh1 y sólo ellas. La misión había sido un éxito: con un receptor aislado, los neurocientíficos pueden encontrar un fármaco que lo anule. Y eso hicieron. Fueron capaces de decidir químicamente cuándo funcionan y cuándo no esas neuronas en el cerebro de un ratón.

Así, indujeron el estado de sueño REM a varios ratones y les inyectaron la sustancia activadora o desactivadora de Atoh1 mientras se analizaban sus cerebros mediante electrodos externos. De ese modo pudieron demostrar que cuando el gen se activa produce una reacción excitadora y saca al cerebro del estado REM para pasarlo al no-REM. Además, la actividad de este gen interviene en otro grupo de genes secundarios que regulan neuronas implicadas en la entrada o salida de la fase REM.

Con este conocimiento en la mano, los investigadores podían, por fin, provocar el estado de sueño profundo o su salida a su voluntad. Gracias a ello se ha podido investigar mejor que nunca para qué sirve esa fase. La monitorización de varias entradas y salidas del REM permitió averiguar que en realidad las dos tipologías de sueño están más unidas entre sí de lo que parece. Las ondas cerebrales propias de una fase REM elongada afectan a la calidad del sueño no-REM.

El estudio va a servir para entender realmente por qué los mamíferos hemos evolucionado hasta crear un patrón de sueño en dos fases como éste. Se sabe que durante la fase no-REM el cerebro fija algunos recuerdos y experiencias del día. Pero ahora también sabemos que en el estado REM, donde se gestan los sueños, ocurren cosas que afectan también al resto de la noche. Quizás allí residan las claves de algunas enfermedades del sueño o, quién sabe, de ciertos mecanismos de la memoria humana.