Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford han descubierto que las características neuronales en el pez cebra para dormir son análogas a las de los humanos, lo que sugiere que la actividad cerebral evolucionó hace al menos 450 millones de años, antes de que cualquier criatura saliera del océano.
Los científicos saben desde hace más de 100 años que los peces entran en un estado similar al del sueño, pero hasta ahora no sabían si su sueño se parecía al de los animales terrestres.
Los investigadores descubrieron que cuando el pez cebra duerme, pueden mostrar dos estados similares a los que se encuentran en los mamíferos, reptiles y aves: el sueño de onda lenta y el movimiento ocular rápido. Este descubrimiento, que se publica este miércoles en la revista ‘Nature’, marca la primera vez que estos patrones cerebrales se han registrado en peces.
«Esto hace retroceder la evolución de las firmas neuronales del sueño unos cuantos años», precisa el doctorado postdoctoral y autor principal Louis Leung.
Para estudiar el pez cebra los investigadores construyeron un microscopio de mesa de luz fluorescente capaz de obtener imágenes de cuerpo completo de peces con resolución de una sola célula. Registraron la actividad cerebral mientras los peces dormían en una solución de agar que los inmovilizaba. También observaron la frecuencia cardíaca, el movimiento ocular y el tono muscular de los peces dormidos utilizando una polisomnografía basada en fluorescencia que desarrollaron.
Nombraron los estados de sueño que observaron «sueño de ráfaga lenta», que es análogo al sueño de onda lenta, y el «sueño de onda propagativa», análogo al sueño REM. Aunque los peces no mueven sus ojos durante el sueño REM, las características del cerebro y los músculos son similares, si bien tampoco cierran los ojos cuando duermen, ya que no tienen párpados.
Los investigadores encontraron otra similitud entre los peces y el sueño humano. Al alterar genéticamente la función de la hormona concentradora de melanina, un péptido que gobierna el ciclo sueño-vigilia, y al observar las expresiones neuronales mientras los peces dormían, los investigadores determinaron que la señalización de la hormona regula el sueño de propagación de la forma en que regula el sueño REM de los mamíferos.
Otros aspectos de su estado de sueño son similares a los de los vertebrados terrestres, dijo Mourrain: los peces permanecen inmóviles, sus músculos se relajan, sus ritmos cardiorrespiratorios se desaceleran y no reaccionan cuando se les acerca.
«Pierden el tono muscular, sus latidos del corazón, no responden a los estímulos, la única diferencia real es la falta de movimiento rápido de los ojos durante el sueño REM –explica Philippe Mourrain, profesor asociado de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento–, aunque el movimiento rápido de los ojos es no es un buen criterio de este estado, y preferimos llamarlo sueño paradójico, ya que el cerebro se ve despierto mientras uno está dormido».
Si bien los científicos no pueden decir con certeza que todos los animales duermen, parece ser una necesidad universal entre vertebrados e invertebrados. Los animales morirán si se les priva de dormir lo suficiente, y las personas que no pueden dormir lo suficiente sufren problemas mentales, como lapsus de memoria y problemas de juicio, junto con un mayor riesgo de trastornos como la obesidad y la presión arterial alta. Sin embargo, los beneficios exactos del sueño siguen siendo un misterio. «Es una función esencial pero no sabemos exactamente qué hace», admite Mourrain.
Añadió que los trastornos del sueño están relacionados con la mayoría de los trastornos neurológicos, como los trastornos del espectro autista, el síndrome de X frágil y la enfermedad de Alzheimer y de Parkinson. «Los trastornos del sueño son un factor agravante de estos trastornos», apunta Mourrain. A su juicio, es importante desarrollar este modelo animal para estudiar las funciones del sueño a nivel celular, incluida la conectividad neuronal y la reparación del ADN, y, a su vez, comprender las consecuencias fisiopatológicas de las interrupciones del sueño.
