En el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han demostrado que, en una noche de mal sueño, en el cerebro se producen además de cambios neuronales otros vasculares y de fluidos. Concretamente han descubierto que una oleada de líquido cefalorraquídeo fluye fuera del cerebro, un proceso que suele ocurrir durante el sueño.
En el estudio que difunde Nature Neuroscience, el equipo dirigido por la profesora Laura Lewis explica que esta limpieza es necesaria para mantener un cerebro sano y con un funcionamiento normal.
Cuando una persona sufre de privación de sueño, parece que su cuerpo intenta compensar este proceso de limpieza iniciando pulsos de flujo de líquido cefalorraquídeo (LCR). Sin embargo, esto conlleva una grave disminución de la atención.
Si una persona no duerme, las ondas de LCR empiezan a invadir la vigilia donde normalmente no se verían. Sin embargo, conllevan una compensación de atención, ya que falla durante los momentos en que se percibe esta onda de flujo de fluido, afirma la profesora Lewis, del Instituto de Ingeniería y Ciencias Médicas del MIT y del Laboratorio de Investigación en Electrónica.
Aunque el sueño es un proceso biológico crucial, esta investigadora recuerda que se desconoce su importancia. Parece ser esencial para mantener el estado de alerta, y está bien documentado que la falta de sueño provoca deterioro de la atención y otras funciones cognitivas.
Durante el sueño, el líquido cefalorraquídeo que protege el cerebro ayuda a eliminar los desechos acumulados durante el día. Cabe recordar ahora que, en un estudio de 2019 que apareció en Science, la profesora Lewis demostró que el flujo de LCR durante el sueño sigue un patrón rítmico dentro y fuera del cerebro, y que estos flujos se relacionan con cambios en las ondas cerebrales durante el sueño.
Este hallazgo les llevó a preguntarse qué podría ocurrir con el flujo de LCR tras la privación de sueño. Para explorarlo, reclutaron a 26 voluntarios a quienes se les realizó la prueba después de una noche de privación de sueño y cuando habían descansado bien.
Durante la prueba, cada participante usó un gorro de electroencefalograma (EEG) que registraba las ondas cerebrales mientras se encontraban en un escáner de resonancia magnética funcional (RMf). Los investigadores utilizaron una versión modificada de la RMf que les permitió medir no solo la oxigenación sanguínea cerebral, sino también el flujo de LCR que entra y sale del cerebro. También midieron la frecuencia cardíaca y respiratoria, así como el diámetro de la pupila.
Los voluntarios realizaron dos tareas de atención durante el escáner: una visual y otra auditiva. En la tarea visual, debían mirar una pantalla con una cruz fija. A intervalos aleatorios, la cruz se transformaba en un cuadrado y se les pedía que presionaran un botón cuando vieran esto. En la auditiva, oían un pitido en lugar de ver una transformación visual.
Como era de esperar, los privados de sueño tuvieron un rendimiento mucho peor que los que habían descansado bien. Sus tiempos de respuesta fueron más lentos y, para algunos estímulos, no registraron ningún cambio.
Durante estos lapsos momentáneos de atención, identificaron varios cambios fisiológicos simultáneamente. Lo más significativo fue un flujo de LCR fuera del cerebro justo cuando ocurrían dichos lapsos. Tras cada lapso, el LCR fluía de regreso al cerebro.
Los resultados sugieren que, en el momento en que falla la atención, este líquido se expulsa del cerebro. Y cuando la atención se recupera, hace lo mismo.
Los investigadores plantean la hipótesis de que cuando el cerebro sufre privación de sueño, comienza a compensar la pérdida de la limpieza que normalmente ocurre durante ese proceso, aunque estos pulsos de flujo de LCR tienen como costo la pérdida de atención.
En opinión de Zinong Yang, primer firmante del estudio, “una forma de pensar en estos eventos es que, debido a la gran necesidad de dormir, el cerebro intenta entrar en un estado similar al sueño para restaurar algunas funciones cognitivas. El sistema de fluidos cerebrales intenta restaurar la función, obligándolo a alternar entre estados de alta atención y de alto flujo”.
Los investigadores también encontraron otros eventos fisiológicos relacionados con los lapsus de atención, como la disminución de la frecuencia respiratoria y cardíaca, junto con la constricción pupilar, que comenzaba unos 12 segundos antes de que el LCR fluyera del cerebro. Las pupilas se dilataban de nuevo después del lapsus de atención.
Lo interesante es que parece que esto no es solo un fenómeno cerebral, sino también un evento que afecta a todo el cuerpo. Para la profesora Lewis, “estos resultados nos sugieren que hay un circuito unificado que gobierna tanto lo que consideramos funciones de muy alto nivel del cerebro (atención y capacidad de percibir y responder al mundo) como procesos fisiológicos fundamentales realmente básicos como la dinámica de fluidos del cerebro, el flujo sanguíneo en todo el cerebro y la constricción de los vasos sanguíneos”.