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de profundis  
     
Sueño y evolución
 
 
María Luisa Fanjul de Moles
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Con­tem­plar los fe­nó­me­nos bio­ló­gi­cos des­de una pers­pec­ti­va evo­lu­ti­va con­du­ce a nue­vas in­ter­pre­ta­cio­nes y crea no­ve­do­sos en­fo­ques so­bre su fe­no­me­no­lo­gía. No obs­tan­te, has­ta ha­ce re­la­ti­va­men­te po­co tiem­po los as­pec­tos evo­lu­ti­vos no eran con­side­ra­dos pa­ra in­ter­pre­tar pro­ce­sos y me­ca­nis­mos en las neu­ro­cien­cias. Aho­ra, la re­la­ción en­tre neu­ro­bio­lo­gía y teo­ría de la evo­lu­ción ori­gi­na no­ve­do­sas ex­pli­ca­cio­nes de mu­chos fe­nó­me­nos neu­ro­bio­ló­gi­cos. Pe­ro en el es­tu­dio de los es­ta­dos de vi­gi­lan­cia y en las cien­cias cog­ni­ti­vas es­te en­cuen­tro ha si­do par­ti­cu­lar­men­te tar­dío. A pe­sar de que exis­ten va­rios tra­ba­jos ex­pe­ri­men­ta­les que abor­dan la fi­lo­ge­nia del sue­ño, la ma­yo­ría se cen­tra en fac­to­res com­pa­ra­dos, sin pro­fun­di­zar en los ele­men­tos evo­lu­ti­vos que per­mi­tan di­lu­ci­dar las pre­sio­nes de se­lec­ción que ori­gi­na­ron es­te fe­nó­me­no.

En ge­ne­ral, los es­tu­dios so­bre el sue­ño se rea­li­zan en los cam­pos mé­di­cos y bio­mé­di­cos, con­cen­trán­do­se más en los me­ca­nis­mos res­pon­sa­bles de es­ta fun­ción que en las cues­tio­nes evo­lu­ti­vas de la mis­ma. Co­mo re­sul­ta­do sa­be­mos que el sue­ño es un es­ta­do de vi­gi­lan­cia de gran im­por­tan­cia fun­cio­nal. Tan­to en el ser hu­ma­no co­mo en di­fe­ren­tes ani­ma­les, es­tá su­je­to a me­ca­nis­mos ce­re­bra­les de con­trol y es fun­da­men­tal pa­ra el equi­li­brio fi­sio­ló­gi­co del or­ga­nis­mo. En los hu­ma­nos la ne­ce­si­dad de dor­mir se ha­ce in­so­por­ta­ble des­pués de unas cuan­tas ho­ras, y la to­tal pri­va­ción del pe­rio­do de sue­ño o su res­tric­ción cró­ni­ca cau­sa gra­ves dé­fi­cits cog­ni­ti­vos que pue­den lle­var a la muer­te. Es­tos in­clu­yen un de­cre­men­to en la aten­ción y la me­mo­ria de cor­to pla­zo, al­te­ra­cio­nes en el len­gua­je y con­fu­sión; tam­bién afec­ta los sis­te­mas en­do­cri­no e in­mu­ne, pro­du­cien­do cam­bios im­por­tan­tes en el me­ta­bo­lis­mo.

De la mis­ma ma­ne­ra que be­ber y co­mer, dor­mir pa­re­ce sa­tis­fa­cer ne­ce­si­da­des ele­men­ta­les pa­ra la so­bre­vi­ven­cia. Sin em­bar­go, el pro­pó­si­to fun­cio­nal del sue­ño per­ma­nece os­cu­ro, a pe­sar de que in­ves­ti­ga­cio­nes elec­tro­fi­sio­ló­gi­cas y con­duc­tua­les en ma­mí­fe­ros in­di­can que exis­te una in­ter­de­pen­den­cia en­tre el buen dor­mir, el apren­di­za­je y la me­mo­ria. Esto in­flu­ye en la efi­cien­cia con la que tra­ba­ja el ce­re­bro des­pier­to, que a su vez de­pen­de de me­ca­nis­mos de con­trol neu­ro­fi­sio­ló­gi­cos sub­ya­cen­tes en es­truc­tu­ras ner­vio­sas bien iden­ti­fi­ca­das, co­mo los sis­te­mas ac­ti­va­do­res del ta­llo ce­re­bral y los nú­cleos ta­lá­mi­cos. La ac­ti­vi­dad de es­tas es­truc­tu­ras neu­ra­les con­du­ce a cam­bios cí­cli­cos en subs­tan­cias neu­ro­trans­mi­so­ras y neu­ro­mo­du­la­do­ras du­ran­te los es­ta­dos de vi­gi­lan­cia por los que pa­sa un in­di­vi­duo en un día, que son los de vi­gi­lia ac­ti­va y en re­po­so, así co­mo de sue­ño de mo­vi­mien­tos ocu­la­res rá­pi­dos (mor) y sin mo­vi­mien­tos ocu­la­res rá­pi­dos (nmor).

To­dos ellos se ca­rac­te­ri­zan por la pre­sen­cia o au­sen­cia de on­das ce­re­bra­les de di­fe­ren­te fre­cuen­cia. En la vi­gi­lia y en el es­ta­do mor el re­gis­tro ce­re­bral mues­tra on­das muy rá­pi­das, pe­ro en la pri­me­ra el ani­mal es­ta des­pier­to y en el se­gun­do dor­mi­do, por lo que el úl­ti­mo tam­bién re­ci­be el nom­bre de sue­ño pa­ra­dó­ji­co. En el sue­ño nmor la ac­ti­vi­dad ce­re­bral es len­ta y el to­no mus­cu­lar es­tá dis­mi­nui­do. En la vi­gi­lia exis­te un to­no mus­cu­lar que per­mi­te reac­cio­nar rá­pi­da­men­te an­te los es­tí­mu­los del me­dio, mien­tras que en el sue­ño mor hay au­sen­cia de to­no mus­cu­lar y, prác­ti­ca­men­te, de ac­ti­vi­dad es­pi­nal re­fleja.

Sueño y vigilia

Mu­chos au­to­res pro­po­nen que du­ran­te la evo­lu­ción el es­ta­do de vi­gi­lia pre­ce­dió al de­sa­rro­llo del es­ta­do de sue­ño. An­tes de que emer­gie­ra el úl­ti­mo, los ani­ma­les al­ter­na­ban pe­rio­dos en ac­ti­vi­dad y en re­po­so coin­ci­den­tes con el fo­rra­jeo y el des­can­so. La du­ra­ción dia­ria de los pe­rio­dos de luz y os­cu­ri­dad, así co­mo las pre­sio­nes de pre­da­ción, de­bie­ron ca­na­li­zar los ci­clos de ac­ti­vi­dad y re­po­so, de­ter­mi­nan­do los há­bi­tos noc­tur­nos o diur­nos de un ani­mal. Al­gu­nos au­to­res afir­man que en los ver­te­bra­dos la pro­gre­sión ha­cia el es­ta­do de sue­ño pri­mi­ti­vo de­bió ha­ber co­men­za­do cuan­do ani­ma­les de con­duc­ta re­la­ti­va­men­te sim­ple evo­lu­cio­na­ron ha­cia con­duc­tas com­ple­jas que re­que­rían fun­cio­nes vi­sua­les pre­ci­sas e in­te­gra­ti­vas, co­mo la vi­sión fo­cal que re­crea es­ce­nas com­ple­jas. Com­pa­ra­da con otras mo­da­li­da­des sen­so­ria­les, en es­te ti­po de vi­sión in­ter­vie­ne una ma­yor por­ción de ce­re­bro pa­ra pro­ce­sar in­for­ma­ción y al­ma­ce­nar­la. En los tiem­pos pri­mi­ge­nios, los anima­les no-dur­mien­tes de­sa­rro­lla­ron con­duc­tas com­ple­jas, co­mo los des­pla­za­mien­tos a gran­des dis­tan­cias, que re­que­rían una gran ca­pa­ci­dad vi­sual.

En es­te con­tex­to, el re­cuer­do me­dian­te el al­ma­ce­na­mien­to en la me­mo­ria de lar­go pla­zo era cru­cial y la com­ple­ji­dad neu­ral au­men­tó con­si­de­ra­ble­men­te. Se ha su­ge­ri­do que en los ani­ma­les que ad­qui­rie­ron la con­duc­ta fo­cal y la me­mo­ria de lar­go pla­zo, la car­ga im­pues­ta a la fun­ción ce­re­bral fue ex­ce­si­va y creó con­flic­tos en­tre los pro­ce­sos de in­for­ma­ción, aná­li­sis sen­so­rial y sus re­la­cio­nes con el con­trol del mo­vi­mien­to, y la ne­ce­si­dad de ad­qui­rir, es­ta­ble­cer y re­for­zar el al­ma­ce­na­mien­to de la me­mo­ria de lar­go pla­zo. Re­sol­ver es­to re­que­ría en­con­trar, du­ran­te una frac­ción del ci­clo de ac­ti­vi­dad de 24 ho­ras, un es­ta­do ce­re­bral de ais­la­mien­to del bom­bar­deo de in­for­ma­ción sen­so­rial que per­mi­tie­ra pro­ce­sar la in­for­ma­ción pre­via y con­so­li­dar los pro­ce­sos de me­mo­ria. Con ello, en el es­ta­do de vi­gi­lia sub­si­guien­te, el ce­re­bro au­men­ta su efi­cien­cia pa­ra res­pon­der a los cam­bios del me­dio. Al­gu­nos au­to­res dis­cre­pan con es­ta teo­ría, ob­je­tan­do que la ad­qui­si­ción del sue­ño pue­de ha­ber cau­sa­do que los ani­ma­les es­tén ex­pues­tos a ries­gos ma­yo­res que si per­ma­ne­cie­ran des­pier­tos. Sin em­bar­go, las ven­ta­jas adap­ta­ti­vas de po­der man­te­ner dos es­ta­dos ce­re­bra­les de gran efi­cien­cia, la vi­gi­lia y el sue­ño, so­bre­pa­san es­tos ries­gos.

Ac­tual­men­te se acep­ta que los pro­ce­sos de con­so­li­da­ción de me­mo­ria no pue­den rea­li­zar­se du­ran­te el es­ta­do de vi­gi­lia, re­quie­ren sue­ño nmor y mor. Di­fe­ren­tes in­ves­ti­ga­cio­nes su­gie­ren que el sue­ño ocu­rre úni­ca­men­te en ani­ma­les que po­seen ojos com­ple­jos que for­man imá­ge­nes y blo­quean su vi­sión pa­ra dor­mir me­dian­te blin­da­jes de en­tra­da sen­so­rial, co­mo los pár­pa­dos. De acuer­do con ellas, al­gu­nos rep­ti­les, co­mo los an­ces­tros de las aves, pue­den ha­ber ad­qui­ri­do la ca­pa­ci­dad de sue­ño en for­ma pro­gre­si­va y pa­ra­le­la a es­tra­te­gias vi­sua­les com­ple­jas, co­mo los me­ca­nis­mos de aco­mo­da­ción, y la se­lec­ción na­tu­ral de­bió fa­vo­re­cer la re­duc­ción de on­das rá­pi­das du­ran­te la vi­gi­lia de re­po­so —o inac­ti­va— en la que se au­men­tó pro­gre­si­va­men­te el um­bral pa­ra res­pon­der al me­dio o des­per­tar. Du­ran­te es­te es­ta­do de sue­ño pri­mi­ti­vo, se cree que úni­ca­men­te se pre­sen­ta­ban on­das ce­re­bra­les de ba­ja fre­cuen­cia —me­no­res a 14 her­tzios—; es de­cir, si­mi­lar al sue­ño nmor de los ac­tua­les ver­te­bra­dos. Es­ta teo­ría se re­fuer­za con el he­cho de que los ver­te­bra­dos ec­to­ter­mos dur­mien­tes pre­sen­tan úni­ca­men­te sue­ño nmor. Con la apa­ri­ción de la en­do­ter­mia, los ani­ma­les son ca­pa­ces de re­gu­lar su tem­pe­ra­tu­ra, lo cual cul­mi­na en un al­to de­sa­rro­llo del ce­re­bro an­te­rior y el sur­gi­mien­to del sue­ño mor con la pa­ra­dó­ji­ca ac­ti­vi­dad ce­re­bral de al­ta fre­cuen­cia si­mi­lar a la de la vi­gi­lia. En ma­mí­fe­ros es­te ti­po de sue­ño se co­rre­la­cio­na con el de­sa­rro­llo cor­ti­cal, y en las aves con los surcos ven­tri­cu­la­res. Es in­te­re­san­te la aso­cia­ción de am­bos es­ta­dos, el mor y el nmor, con las en­so­ña­cio­nes. To­dos los even­tos re­la­cio­na­dos con las en­so­ña­cio­nes que ocu­rren en el mor se ori­gi­nan den­tro de un ce­re­bro ais­la­do de la es­ti­mu­la­ción sen­so­rial ex­ter­na, es­ta­do de con­cien­cia en el que el ani­mal po­see una res­pon­si­vi­dad con­duc­tual muy re­du­ci­da. En el sue­ño nmor, las on­das ce­re­bra­les len­tas que pre­do­mi­nan pa­re­cen re­for­zar cir­cui­tos en los que se al­ma­ce­nan frag­men­tos de me­mo­ria, en tan­to que al­gu­nas de las po­cas on­das rá­pi­das pre­sen­tes en este es­ta­do es­tán aso­cia­das con en­so­ña­cio­nes.

Sueño en invertebrados


El sue­ño es­tá pre­sen­te en to­dos los ver­te­bra­dos, aun en los con­si­de­ra­dos me­nos evo­lu­cio­na­dos, co­mo los pe­ces. Aun­que al­gu­nos pe­ces cie­gos que vi­ven en ca­ver­nas, al no te­ner con­flic­tos vi­sua­les no duer­men, pa­san el ci­clo dia­rio en es­ta­dos al­ter­nos de vi­gi­lia ac­ti­va y en re­po­so; otros, que sí po­seen vi­sión fo­cal co­mo el atún y el ti­bu­rón, tam­po­co duer­men, y pa­san la vi­da en ac­ti­vi­dad, na­dan­do con­ti­nua­men­te. Por su par­te, al­gu­nos ma­mí­fe­ros ma­ri­nos pue­den es­tar si­mul­tá­nea­men­te ac­ti­vos y dur­mien­do, pues los he­mis­fe­rios ce­re­bra­les se tur­nan para dor­mir. En el del­fín cuan­do el he­mis­fe­rio de­re­cho duer­me el iz­quier­do des­can­sa, y vi­ce­versa.

Pe­ro ¿qué pa­sa con los in­ver­te­bra­dos?, ¿exis­te sue­ño en es­te gru­po de ani­ma­les en­tre los que se de­tec­ta la pre­sen­cia de ojos muy de­sa­rro­lla­dos co­mo en ar­tró­po­dos y mo­lus­cos? Du­ran­te mu­cho tiem­po es­te te­ma cau­só gran con­tro­ver­sia, a pe­sar de que, en ge­ne­ral, se acep­ta que to­dos los ani­ma­les mues­tran pe­rio­dos de ac­ti­vi­dad y re­po­so re­gu­la­dos por un re­loj cir­ca­dia­no, de apro­xi­ma­da­men­te 24 ho­ras, ca­paz de sin­cro­ni­zar­se con los ci­clos am­bien­ta­les dia­rios. El sue­ño en ma­mí­fe­ros y en aves se con­si­de­ra re­gu­la­do en gran par­te por ese re­loj, pe­ro ade­más exis­ten im­por­tan­tes com­po­nen­tes ho­meos­tá­ti­cos que in­ter­vie­nen tan­to en su ini­cio co­mo en la du­ra­ción. Es­ta re­gu­la­ción ho­meos­tá­ti­ca de­pen­de de la his­to­ria de sue­ño del ani­mal; es de­cir, del gra­do de acu­mu­la­ción de sue­ño y la ne­ce­si­dad de dor­mir. En­ton­ces, aun­que un in­ver­te­bra­do mues­tre rit­mos cir­ca­dia­nos de ac­ti­vi­dad-re­po­so, pa­ra que el es­ta­do de re­po­so pue­da con­si­de­rar­se uno de sue­ño, de­be mos­trar pe­rio­dos de in­mo­vi­li­dad cir­ca­dia­na en los que el ani­mal asu­me pos­tu­ras tí­pi­cas es­pe­cie-es­pe­cí­fi­cas; un ele­va­do um­bral de des­per­tar, que re­quie­re un gran es­tí­mu­lo pa­ra res­pon­der a los cam­bios del me­dio; y es­tar re­gu­la­do ho­meos­tá­ti­ca­men­te; es­to es, ne­ce­si­tar una ma­yor can­ti­dad de sue­ño des­pués de un pe­rio­do de in­som­nio o pri­va­ción. Son va­rios los in­ver­te­bra­dos en los que se ha iden­ti­fi­ca­do el sue­ño, en­tre ellos la cu­ca­ra­cha, la abe­ja, el es­cor­pión y la mos­ca. Re­cien­te­men­te, un gru­po de in­ves­ti­ga­ción de nues­tro país iden­ti­fi­có un es­ta­do si­mi­lar al sue­ño en un crus­tá­ceo, el can­gre­jo de río o aco­cil. Es­te ani­mal acuá­ti­co re­po­sa en una po­si­ción es­pe­cie-es­pe­cí­fi­ca, la­dea­do en el acua­rio. Du­ran­te es­te es­ta­do, aso­cia­do al re­po­so cir­ca­dia­no, no só­lo sus um­bra­les al des­per­tar son más al­tos, si­no que en el re­gis­tro eléc­tri­co ce­re­bral apa­re­cen on­das len­tas de al­re­de­dor de ocho hert­zios. Es de­cir, di­fe­ren­tes pe­ro cer­ca­nas a las on­das de ba­ja fre­cuen­cia des­cri­tas pa­ra el sue­ño nmor de los ver­te­bra­dos. Ade­más, es­te cu­rio­so ani­ma­li­to pre­sen­ta una re­gu­la­ción ho­meos­tá­ti­ca, pues al pri­var­lo del re­po­so du­ran­te 24 ho­ras, au­men­ta la can­ti­dad de sue­ño. En el aco­cil, el sue­ño pa­re­ce re­pre­sen­tar un es­la­bón en­tre los es­ta­dos de sue­ño pri­mi­ti­vo de ver­te­bra­dos e in­ver­te­brados.

Es­te pri­mer re­por­te de un es­ta­do de sue­ño ce­re­bral en in­ver­te­bra­dos abre nue­vos ca­mi­nos en el cam­po de la in­ves­ti­ga­ción, pues es­tos or­ga­nis­mos son mo­de­los idó­neos pa­ra tra­tar de es­cla­re­cer mu­chos mis­te­rios, al ser más sim­ples y po­der sal­var al­gu­nos de los as­pec­tos éti­cos de la in­ves­ti­ga­ción en neu­ro­cien­cias. Los me­ca­nis­mos y las mo­lé­cu­las des­cu­bier­tas en es­tos ani­ma­les es­tán evo­lu­ti­va­men­te con­ser­va­dos en otras es­pe­cies, in­clu­yen­do aves y ma­mí­fe­ros. Po­seer mo­de­los ani­ma­les que nos per­mi­ten iden­ti­fi­car es­ta­dos de re­po­so si­mi­la­res al sue­ño inau­gu­ra no­ve­do­sos cam­pos pa­ra la in­ves­ti­ga­ción neu­ro­bio­ló­gi­ca.
 
 
Ma­ría Lui­sa Fan­jul de Mo­les
Fa­cul­tad de Cien­cias,
Uni­ver­si­dad Na­cio­nal Au­tó­no­ma de Mé­xi­co.
Re­fe­ren­cias bi­blio­grá­fi­cas:
 
Ka­va­nau, J. L. 1997. “Ori­gin and evo­lu­tion of sleep: roles of vi­sion and en­dot­hermy”, en Brain Res Bull., núm. 42, pp. 245-264.
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como citar este artículo

Fanjul de Moles, María Luisa. (2005). Sueño y evolución. Ciencias 79, julio-septiembre, 14-17. [En línea]

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