Imágenes de alta resolución muestran cómo el cerebro se reinicia durante el sueño

Las uniones de células nerviosas se contraen cerca de un 20% mientras dormimos, dejando espacio para más crecimiento y aprendizaje al día siguiente.

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2 febrero 2017 | 20:00 h
Imágenes de alta resolución muestran cómo el cerebro se reinicia durante el sueño
Imágenes de alta resolución muestran cómo el cerebro se reinicia durante el sueño
Imágenes de microscopio electrónico tomadas desde el interior del cerebro de ratones sugieren lo que sucede en nuestro propio cerebro todos los días: nuestras sinapsis, las uniones entre las células nerviosas, crecen fuertes y grandes durante la estimulación del día y luego se contraen cerca de un 20% mientras dormimos, dejando espacio para más crecimiento y aprendizaje al día siguiente.

"El sueño es el precio que pagamos para que los cerebros sean capaces de seguir aprendiendo cosas nuevas"
Estos hallazgos fruto de un proyecto de investigación de cuatro años publicado esta semana en Science ofrece una prueba visual directa de la "hipótesis de la homeostasis sináptica" (SHY, por sus siglas en inglés) propuesta por los doctores Chiara Cirelli y Giulio Tononi del Centro Wisconsin para el Sueño y la Conciencia, en Estados Unidos.
Este planteamiento sostiene que el sueño es el precio que pagamos para que los cerebros sean capaces de seguir aprendiendo cosas nuevas.

Cuando una sinapsis se activa repetidamente durante el despertar, crece en fuerza, y se cree que este crecimiento es importante para el aprendizaje y la memoria. Sin embargo, según la SHY, este crecimiento necesita equilibrarse para evitar la saturación de las sinapsis y la obstrucción de la señalización neural y los recuerdos. Se cree que el sueño es el mejor momento para este proceso de reajuste, ya que cuando dormimos prestamos mucha menos atención al mundo externo y estamos libres del "aquí y ahora".

UN 20 POR CIENTO DE REDUCCIÓN DE LAS SINAPSIS

Cuando las sinapsis se hacen más fuertes y más eficaces, también se vuelven más grandes y, al contrario, se encogen cuando se debilitan. Así, Cirelli y Tononi razonaron que una prueba directa de la SHY sería determinar si el tamaño de las sinapsis cambia entre el sueño y el despertar, y usaron un método con una resolución espacial extremadamente alta llamada microscopía electrónica de exploración en serie.

"Cada noche trillones de sinapsis en nuestra corteza podrían disminuirse en casi un 20%"
La investigación en sí, que se detalla en un artículo publicado en Science, fue un proyecto masivo, con muchos especialistas en investigación trabajando durante cuatro años para fotografiar, reconstruir y analizar dos áreas de la corteza cerebral en el cerebro del ratón. De esta forma, los investigadores consiguieron reconstruir 6.920 sinapsis y medir su tamaño.

El equipo no sabía si estaban analizando células cerebrales de un ratón bien descansado o que había estado despierto. Cuando finalmente "rompieron el código" y correlacionaron las mediciones con la cantidad de sueño que tuvieron los roedores durante las entre seis a ocho horas antes de tomar las imágenes, vieron que unas pocas horas de sueño condujeron en promedio a una disminución del 18% en el tamaño de las sinapsis, cambios que se produjeron en ambas áreas de la corteza cerebral y fueron proporcionales al tamaño de las sinapsis.

El reajuste se produjo en alrededor del 80% de las sinapsis, pero dejó las más grandes, que pueden estar vinculadas con los trazos de recuerdos más estables. Tononi apunta: "Extrapolándolos de ratones a seres humanos, nuestros hallazgos significan que cada noche trillones de sinapsis en nuestra corteza podrían disminuirse en casi un 20%".


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