La ciencia del sueño: lo que hace tu cerebro durante toda la noche
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La mayoría de las personas pasa aproximadamente un tercio de su vida durmiendo. Durante mucho tiempo esto se consideró tiempo perdido, una especie de apagón. Hoy los científicos saben que el sueño es una de las actividades más intensas y mejor organizadas del cuerpo. Es un estado de actividad mental y física reducida en el que la conciencia se altera y algunos sentidos se desconectan en parte. Los músculos se relajan, dejamos de interactuar con lo que nos rodea y, sin embargo, el cerebro sigue funcionando con patrones complejos y rítmicos.
¿Qué es exactamente el sueño?
Dormir no es lo mismo que estar inconsciente. Una persona dormida todavía puede despertarse con un ruido fuerte, una luz intensa o alguien que la llama por su nombre, y el cerebro revisa en silencio los sonidos que le llegan por si hay algo importante. Una madre puede dormir pese al ruido del tráfico y, sin embargo, despertarse en el acto cuando llora su bebé. Esta capacidad de recuperar enseguida la plena conciencia es lo que distingue el sueño del coma o de la anestesia general, en los que el cerebro no responde con normalidad al mundo exterior.
Los científicos suelen describir el sueño mediante unas cuantas características clave:
- Menos movimiento: el cuerpo se queda quieto y los músculos se relajan.
- Una postura y un lugar típicos: los seres humanos se tumban, las aves pueden posarse en una rama y los murciélagos se cuelgan boca abajo.
- Menor respuesta a los estímulos: hace falta una señal más fuerte para captar nuestra atención.
- Fácil reversibilidad: a diferencia del coma, el sueño termina rápidamente cuando nos despiertan.
- Regulación: si dormimos poco, el cuerpo intenta recuperarlo más tarde.
Cómo se descubrieron las fases del sueño
Durante la mayor parte de la historia, el sueño fue un misterio porque nadie podía ver qué ocurría dentro de una cabeza dormida. Eso cambió con el electroencefalograma, o EEG, un aparato que registra la actividad eléctrica del cerebro mediante pequeños sensores colocados sobre el cuero cabelludo. El psiquiatra alemán Hans Berger registró el primer EEG humano en la década de 1920, y los investigadores pronto notaron que las ondas cerebrales son muy distintas durante el sueño y durante la vigilia.
El mayor avance llegó en 1953 en la Universidad de Chicago. Eugene Aserinsky, un estudiante de posgrado, y su director, Nathaniel Kleitman, observaron que, en determinados momentos de la noche, los ojos de los durmientes se movían rápidamente de un lado a otro bajo los párpados cerrados. Cuando se despertaba a las personas en esos periodos, solían contar sueños muy vívidos. Esta fase recibió el nombre de sueño REM, por las siglas en inglés de «movimientos oculares rápidos». Todo lo demás pasó a llamarse sueño no REM.
Hoy el sueño se estudia en laboratorios con una prueba llamada polisomnografía. Registra a la vez las ondas cerebrales, los movimientos oculares, la actividad muscular, la frecuencia cardiaca y la respiración, y ofrece así un mapa detallado de toda una noche.
El ciclo del sueño: una noche por fases
El sueño no es un estado uniforme. A lo largo de la noche, el cerebro recorre un ciclo de fases que dura unos 90 minutos y se repite entre cuatro y seis veces.
Fase 1 no REM (N1)
Es la fase ligera y somnolienta, en el umbral del sueño, y dura solo unos minutos. La respiración se hace más lenta, los músculos empiezan a relajarse y es fácil despertarse. Muchas personas notan en ese momento una sacudida repentina, llamada mioclonía hípnica, a veces acompañada de la sensación de caer.
Fase 2 no REM (N2)
El ritmo cardiaco se ralentiza y la temperatura corporal baja un poco. El EEG muestra breves ráfagas de actividad rápida llamadas husos del sueño y grandes ondas aisladas llamadas complejos K. Los científicos creen que los husos ayudan a proteger el sueño del ruido y participan en el aprendizaje. Los adultos pasan alrededor de la mitad de la noche en esta fase.
Fase 3 no REM (N3)
También llamada sueño profundo o sueño de ondas lentas, esta fase está dominada por ondas cerebrales grandes y lentas. Es la fase de la que cuesta más despertar, y quien despierta en ella suele sentirse aturdido y confuso durante un rato. La mayor parte del sueño profundo se produce en la primera mitad de la noche. El sonambulismo y los terrores nocturnos, más frecuentes en los niños, suelen comenzar en esta fase.
Sueño REM
En el sueño REM el cerebro se vuelve casi tan activo como en la vigilia. Los ojos se mueven deprisa, la respiración y el ritmo cardiaco se vuelven irregulares y aparecen la mayoría de los sueños vívidos, con forma de historia. Al mismo tiempo, casi todos los músculos del cuerpo quedan paralizados temporalmente, salvo los que controlan los ojos y la respiración. Se cree que esta parálisis impide que representemos nuestros sueños con el cuerpo. Los periodos REM se alargan a medida que avanza la noche, por eso es frecuente despertarse de un sueño de madrugada.
Las dos fuerzas que controlan el sueño
¿Por qué nos entra sueño por la noche y nos despertamos por la mañana? Los investigadores del sueño suelen explicarlo con el modelo de los dos procesos, propuesto por el científico suizo Alexander Borbély a principios de la década de 1980. Describe dos sistemas que trabajan juntos.
La presión del sueño
Cuanto más tiempo pasamos despiertos, más fuerte es la necesidad de dormir. Una de las sustancias relacionadas con esta presión es la adenosina, que se acumula en el cerebro durante la vigilia y se elimina durante el sueño. La cafeína, presente en el café, el té y muchos refrescos, nos hace sentir más despiertos sobre todo porque bloquea los receptores de adenosina del cerebro. Oculta el cansancio durante un tiempo, pero no elimina la necesidad de dormir.
El reloj biológico
El segundo sistema es el ritmo circadiano, un reloj interno que funciona en un ciclo de aproximadamente 24 horas. La palabra procede del latín circa diem, que significa «alrededor de un día». El reloj principal es un diminuto grupo de neuronas del hipotálamo llamado núcleo supraquiasmático, que recibe señales de luz directamente de los ojos. Cuando oscurece, la glándula pineal libera la hormona melatonina, que indica al cuerpo que ha llegado la noche. La luz de la mañana frena la melatonina y ayuda a poner el reloj en hora cada día.
La importancia de este reloj fue reconocida con el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2017, concedido a Jeffrey Hall, Michael Rosbash y Michael Young. Trabajando con moscas de la fruta, descubrieron los genes y las proteínas que permiten a las células medir el tiempo. Casi todas las células del cuerpo humano tienen su propio pequeño reloj, coordinado por el reloj principal del cerebro.
El desfase horario, o jet lag, muestra lo que ocurre cuando ambos sistemas se descompasan. Tras un vuelo largo que cruza varios husos horarios, el reloj biológico sigue el horario antiguo, de modo que los viajeros tienen sueño a mediodía y están totalmente despiertos por la noche hasta que el reloj se adapta poco a poco a la luz del lugar.
Por qué necesitamos dormir
Los científicos todavía investigan todas las funciones del sueño, pero varias están bien respaldadas por los estudios.
- Memoria y aprendizaje: durante el sueño, el cerebro repasa y refuerza lo aprendido durante el día. El hipocampo, una región importante para formar recuerdos nuevos, parece transferir información a la corteza para almacenarla a largo plazo. Los estudiantes que duermen después de estudiar suelen recordar más que quienes se quedan despiertos.
- Limpieza del cerebro: un estudio de 2013 con ratones descubrió que los espacios entre las células cerebrales se ensanchan durante el sueño, lo que permite que el líquido arrastre los desechos con más eficacia. Esta red de limpieza se llama sistema glinfático.
- Crecimiento y reparación: buena parte de la hormona del crecimiento se libera durante el sueño profundo, algo especialmente importante para niños y adolescentes. Los tejidos y los músculos también se reparan.
- Defensa inmunitaria: quienes duermen demasiado poco tienden a contraer infecciones con más facilidad, y las vacunas pueden funcionar peor en personas faltas de sueño.
- Equilibrio emocional: el sueño REM parece ayudar al cerebro a procesar las experiencias emocionales. Tras una mala noche, la gente suele estar más irritable y llevar peor el estrés.
¿Cuánto necesitamos dormir?
La cantidad de sueño que necesita una persona cambia mucho con la edad. Las organizaciones de medicina del sueño ofrecen pautas generales como estas:
- Los recién nacidos duermen la mayor parte del día, entre 14 y 17 horas, en muchos periodos cortos.
- Los niños de 6 a 12 años necesitan entre 9 y 12 horas por noche.
- Los adolescentes de 13 a 18 años necesitan entre 8 y 10 horas.
- Los adultos necesitan al menos 7 horas por noche.
Los adolescentes se enfrentan a un reto especial. Durante la pubertad, el reloj biológico se retrasa, de modo que la melatonina se libera más tarde por la noche. Muchos adolescentes realmente no pueden dormirse temprano, pero las clases suelen empezar a primera hora de la mañana. Por eso muchos científicos del sueño defienden que las clases de los alumnos mayores empiecen más tarde.
Además, los bebés pasan mucha más parte de su sueño en fase REM que los adultos: cerca de la mitad del sueño de un recién nacido es REM, frente a aproximadamente entre una quinta y una cuarta parte en los adultos. Los investigadores creen que esto podría favorecer el rápido desarrollo del cerebro joven.
Qué ocurre cuando no dormimos lo suficiente
Incluso una sola noche corta tiene efectos. La atención, el tiempo de reacción y el juicio empeoran, y pueden aparecer microsueños, breves lapsos de unos segundos en los que el cerebro se duerme sin que la persona se dé cuenta. Los microsueños son especialmente peligrosos al volante. Algunas investigaciones han concluido que conducir tras un largo periodo sin dormir puede afectar al rendimiento aproximadamente tanto como conducir después de beber alcohol.
A largo plazo, dormir poco de forma habitual se asocia con un mayor riesgo de obesidad, diabetes tipo 2, enfermedades cardiacas y depresión. La falta de sueño también altera las hormonas del apetito, y esa es una de las razones por las que las personas cansadas suelen tener antojo de alimentos dulces o grasos.
Un caso famoso es el de Randy Gardner, un estudiante de secundaria de 17 años de San Diego que entre finales de 1963 y principios de 1964 permaneció despierto unos 11 días para un proyecto de una feria de ciencias. Con el paso de los días le costaba cada vez más concentrarse, recordar y hablar con claridad. Tras su récord durmió unas 14 horas y se recuperó. Más tarde, Guinness World Records dejó de aceptar intentos de permanecer despierto por los riesgos para la salud.
Trastornos del sueño frecuentes
La medicina del sueño reconoce decenas de trastornos del sueño. Algunos de los más conocidos son:
- Insomnio: dificultad para conciliar el sueño o para mantenerlo, a menudo relacionada con el estrés, las preocupaciones o los hábitos irregulares.
- Apnea obstructiva del sueño: las vías respiratorias se estrechan o se cierran repetidamente durante el sueño e interrumpen la respiración. Los ronquidos fuertes y el cansancio diurno son señales típicas.
- Narcolepsia: una enfermedad en la que la persona se queda dormida de repente durante el día. Suele deberse a la pérdida de neuronas que producen una sustancia llamada orexina, también conocida como hipocretina, que ayuda a mantenernos despiertos.
- Síndrome de piernas inquietas: una necesidad molesta de mover las piernas, que suele empeorar por la tarde y la noche.
- Sonambulismo y terrores nocturnos: episodios que surgen del sueño no REM profundo. Son comunes en la infancia y suelen desaparecer con la edad.
El sueño en el reino animal
El sueño, o algo muy parecido, se ha observado en mamíferos, aves, reptiles, peces e incluso insectos como la mosca de la fruta. En 2017, unos investigadores describieron un estado parecido al sueño en la medusa invertida Cassiopea, un animal que no tiene cerebro. Esto sugiere que el sueño es extremadamente antiguo en términos evolutivos.
Los animales han encontrado formas sorprendentes de dormir:
- Los delfines y otros cetáceos hacen descansar una mitad del cerebro cada vez. Es lo que se llama sueño unihemisférico, y les permite seguir nadando y subir a la superficie a respirar.
- Algunas aves, como los patos, también pueden dormir con una mitad del cerebro y mantener un ojo abierto para vigilar a los depredadores. Se ha registrado que las fragatas duermen brevemente mientras vuelan.
- Las jirafas y los elefantes duermen solo unas pocas horas al día en libertad.
- Los murciélagos y los koalas están entre los mamíferos más dormilones y pasan la mayor parte del día durmiendo o descansando.
El sueño en la historia y la cultura
El ser humano siempre se ha hecho preguntas sobre el sueño. En la mitología griega, Hipnos era el dios del sueño y el hermano gemelo de Tánatos, el dios de la muerte. A menudo se decía que uno de los hijos de Hipnos era Morfeo, que daba forma a los sueños, y el analgésico morfina recibió su nombre por su efecto adormecedor. Los romanos llamaban al dios del sueño Somnus, origen de palabras como insomnio.
Los hábitos de sueño también han cambiado con el tiempo. El historiador Roger Ekirch encontró en antiguos escritos europeos numerosas referencias a un primer sueño y un segundo sueño, separados por un periodo de vigilia en mitad de la noche. Antes de que se generalizara la iluminación artificial, la gente solía acostarse poco después de anochecer y podía levantarse durante una hora más o menos para rezar, leer, atender el fuego o conversar antes de volver a dormirse. La luz eléctrica, y después las pantallas, retrasaron la hora de acostarse y convirtieron el sueño en un único bloque para la mayoría de las personas.
Hábitos sencillos para dormir mejor
Los científicos del sueño coinciden en varios hábitos prácticos que ayudan a dormir mejor a la mayoría de la gente:
- Mantener un horario regular: acostarse y levantarse a horas parecidas todos los días, incluidos los fines de semana, mantiene estable el reloj biológico.
- Recibir luz natural por la mañana: la luz intensa a primera hora ayuda a ajustar el ritmo circadiano.
- Limitar las pantallas antes de dormir: las pantallas brillantes pueden retrasar la liberación de melatonina, y los contenidos emocionantes mantienen la mente alerta.
- Vigilar la cafeína: sus efectos pueden durar varias horas, así que una bebida por la tarde todavía puede alterar el sueño por la noche.
- Tener un dormitorio oscuro, silencioso y fresco: una habitación algo más fresca ayuda, porque la temperatura corporal baja de forma natural al quedarnos dormidos.
- Mantenerse activo durante el día: el ejercicio regular ayuda a conciliar el sueño antes y a dormir más profundamente.
El sueño no es una pausa en la vida, sino una parte vital de ella. Cada noche, mientras permanecemos inmóviles, el cerebro ordena los recuerdos, el cuerpo se repara y el reloj interno nos prepara para un nuevo día.
