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sábado, 10 de septiembre de 2011

Identifican un mecanismo biológico inductor de la hibernación

La hibernación es una estrategia esencial de supervivencia para algunos animales, y los científicos siempre han pensado que quizá podría ser activada también en humanos, bajo circunstancias especiales, a fin de eludir la muerte en algunas situaciones límite.

El problema es que el funcionamiento de la hibernación es prácticamente desconocido.

Unos científicos de la Universidad de Alaska en Fairbanks han logrado inducir la hibernación a voluntad en animales con la capacidad de hibernar. Es un primer paso, humilde pero prometedor, hacia el control del proceso de la hibernación.

Un animal en hibernación tiene una frecuencia cardíaca muy baja y un flujo sanguíneo muy lento, no muy distintos a los de una persona en paro cardíaco. Sin embargo, no se producen los daños cerebrales que sí suelen darse en los humanos.

Desentrañar el misterio de las cualidades neuroprotectoras asociadas a la hibernación animal puede ser la clave para desarrollar un medicamento o terapia para salvar la vida de personas después de un derrame cerebral o ataque al corazón, tal como razona la química y bioquímica Kelly Drew, del Instituto de Biología Ártica dependiente de la citada universidad.

Los animales que hibernan sobreviven gracias a la reducción severa de su ritmo metabólico, y así alcanzan un estado en el que el consumo de oxígeno puede descender hasta un uno por ciento del que es típico con el ritmo metabólico del animal cuando no está en hibernación pero sí en reposo. Durante la hibernación, la temperatura interna del cuerpo puede descender hasta cero grados centígrados.

La ardilla ártica Spermophilus parryii, al igual que los humanos, produce una molécula llamada adenosina que enlentece la actividad neural.

Cuando las moléculas de adenosina se enlazan a los receptores del cerebro, una ardilla puede comenzar a hibernar y usted puede sentir somnolencia.

Los receptores pueden ser regulados por una simple taza de café. La molécula de cafeína es bastante similar en estructura a la molécula de adenosina, de modo que si las moléculas de café se enlazan a los receptores, se puede detener o incluso revertir el aumento de somnolencia.

Drew y Tulasi Jinka diseñaron un experimento en el que estas ardillas árticas recibieron una sustancia que estimula a los receptores de adenosina en sus cerebros. También les dieron una sustancia similar a la cafeína.

[Img #4166]
El oso tiene una buena capacidad de hibernación. (Foto: Frank Cantelas, NOAA/OAR/OER) 
 
A las ardillas las pusieron a prueba en tres momentos del año: durante el verano (cuando no estaban hibernando), al principio de su temporada de hibernación, y en mitad de dicha temporada de hibernación.
 
Los científicos lograron inducir el estado de hibernación a las seis ardillas del experimento, después de haberlas despertado en mitad de su temporada de hibernación. Pero sólo lograron inducirlo en dos de las seis ardillas del grupo que se hallaba al principio de su temporada de hibernación, y en ninguna de las ardillas durante el verano.

Por su parte, la sustancia similar a la cafeína revirtió el estado de hibernación en todas las ardillas que estaban hibernando.

Los resultados, aunque no son muy espectaculares, muestran por primera vez que la activación de los receptores de adenosina es suficiente para inducir el estado de hibernación en las ardillas árticas durante la temporada del año en la cual suelen hibernar.

sábado, 11 de junio de 2011

En la mente de los sonámbulos asesinos


Una sonámbula
Según los expertos, los casos de crímenes en los que están involucrados sonámbulos han aumentado en Estados Unidos.
En 2008, Brian Thomas se paró de la cama en el medio de la noche y estranguló a Christine, su esposa de 40 años, que estaba durmiendo. En diciembre de 2010, una investigación determinó que su muerte fue accidental, a pesar de que Brian admitió que la había matado. ¿Cómo pudo pasar eso? Brian Thomas fue en realidad una trágica víctima de una noche de terror y mató a su esposa cuando estaba dormido.
La pareja se encontraba de vacaciones en un campamento de caravanas. Durante el día de la fatídica noche, un grupo de jóvenes los había hecho sentir amenazados y en peligro.
En la noche, Thomas tuvo una pesadilla horrible y empezó a caminar dormido.
Thomas le dijo a la policía que le pareció haber visto, encima de Chistine, a un hombre que vestía jeans y que estaba cubierto con un paño negro.
Aseguró que le había gritado al sujeto y que lo había agarrado por el cuello. Pero cuando se despertó, se encontró con sus manos alrededor del cuello de Christine.
Cuando se dio cuenta de lo que había hecho, ya era demasiado tarde. Inmediatamente llamó a la policía.

Midiendo el cerebro

Debido a las extrañas circunstancias que rodearon el caso de Thomas, el doctor Chris Idzikowski, director del Centro del Sueño de Edimburgo, fue llamado para que lo examinara y para que determinara lo que pasó esa noche.
La Luna
En los crímenes en los que es acusado un sonámbulo, son clave los estudios médicos que demuestren esa condición.
"Llevamos a cabo un estudio de su patrón de sueño en la prisión. Le colocamos sensores para medir sus ondas cerebrales, el movimiento de sus ojos, de su barbilla y de sus piernas, su flujo nasal, su ritmo respiratorio y sus niveles de oxígeno".
La información registrada durante esa sesión de sueño de Thomas era clave para que Idzikowski descubriera cualquier tipo de comportamiento que le pudiera dar indicios de que la versión de Thomas era plausible: que él realmente estaba dormido la noche en la que mató a su esposa.
"Buscaba factores desencadenantes, durante el sueño, de un episodio de sonambulismo", indicó el experto. "Cosas como apnea obstructiva al dormir, que sucede cuando tu respiración se ve interrumpida, o movimientos periódicos en las extremidades, que ocurren cuando tus piernas o tus brazos se empiezan a mover como cuando uno tiene un ataque. En el caso de Thomas, esas señales aparecieron de inmediato".
Esto, junto a los testimonios de personas que han atestiguado su sonambulismo, ayudó a reconstruir el cuadro de una persona que sufre de parasomnia ambulatoria, un término que agrupa comportamientos típicos del sonámbulismo.
Evidentemente, esto por sí solo no fue suficiente para absolverlo del asesinato.
"Uno nunca tiene la certeza absoluta en cada caso", indicó Idzokowski, un experto en casos que tienen entre sus elementos la parasomnia.
"Después de tener los registros del sueño (del sujeto), el caso debe ser tratado como cualquier otro. ¿Hubo un motivo? Es importante contar con los testimonios de los testigos que muestren que el individuo no actuaba conscientemente o que reflejen su estado de confusión, así como también con la evidencia de episodios de estrés inusual o de privación del sueño. Hay, por supuesto, el riesgo de simulación o de exageración de la condición. Por eso fui llamado, tanto por la parte acusadora como por la defensa".

Absolución

Conexiones cerebrales
Todos podemos tener episodios de sonambulismo.
En el caso de Thomas, la evidencia inclinó la balanza de forma contundente a su favor, lo que permitió que saliera absuelto.
En el juicio que se llevó a cabo en Crown Prosecution Service (Fiscalía de la Corona Británica), los psiquiatras que lo estaban tratando consideraron que un nuevo episodio de ese tipo era muy poco probable. Pero dejarlo en libertad un problema bastante particular.
"Brian Thomas fue absuelto justamente", indicó el especialista. "Ahora el sistema no lo perseguirá, pero queda latente la pregunta de si (lo que pasó) podría suceder otra vez".
De manera que depende de Thomas buscar un tratamiento para su sonambulismo. Aunque como explica Idzikowski, el resultado habría podido ser más preocupante.
"Hay un caso que se remonta a hace 60 ó 70 años. Un detective francés que estaba de vacaciones fue invitado a participar en una investigación de un asesinato. El detective terminó concluyendo que él mismo había cometido el crimen mientras estaba dormido. Tras ser sentenciado, se le permitió continuar con su trabajo como policía, pero tenía que dormir en la noche en la prisión".

Circuito del sueño

Casos como los de Brian Thomas no son poco comunes. La década pasada ha atestiguado un aumento del número de crímenes protagonizados por sonámbulos, incluyendo un caso muy difundido sobre un hombre que condujo 20 kilómetros, apuñaló a su suegra hasta matarla e hirió a su suegro, mientras estaba dormido.
Personas durmiendo en parque
Según los expertos, es clave tener hábitos saludables de sueño para evitar episodios de sonambulismo.
De hecho, en Estados Unidos estos casos son cada vez más frecuentes. Tanto que el doctor Michel Cramer Bornemann, del Instituto del Sueño de Minessota, desarrolló el primer laboratorio forense del sueño del mundo para ayudar en casos en los que la defensa de un determinado acusado basa sus argumentos en el sonambulismo.
De acuerdo con Bornemann, el cerebro de un sonámbulo experimenta "cortocircuitos" durante las primeras horas del sueño, lo que le permite levantarse y empezar a caminar.
Durante el sueño, el cerebro transita por diferentes fases de actividad conocidas como movimientos oculares rápidos, MOR, y etapas en la que no existen dichos movimientos, no-MOR.
En la etapa del sueño MOR, el cerebro paraliza al cuerpo para evitar que "actuemos" nuestros sueños en momentos en que nuestra mente procesa los acontecimientos que ocurrieron durante el día.
En su transición al estado no-MOR, la actividad se reduce, la sinapsis del cerebro (es decir, la unión intercelular entre neuronas) inicia el cambio.
En una persona promedio, estas transiciones entre los dos estados producen sin dificultades entre cuatro y seis veces cada noche. Pero, por razones que aún no se entienden, los sonámbulos sufren de algo que ha sido llamado como un "error de conexión".
"Algo en la conexión entre ambas fases falla, lo que crea un impulso eléctrico absurdo que desencadena una superposición de ambos estados", señaló Cramer Bornemann.
"No estás totalmente en la etapa MOR, por eso tus músculos están relajados, por eso no estás paralizado. Pero tampoco estás totalmente en la fase no-MOR. De ahí que puedes todavía estar dormido. En esa situación, algunos de los procesos del cerebro estarán despiertos mientras que otros están apagados".
Pero ¿por qué esa irregularidad conlleva a tan particular, y con frecuencia, violento comportamiento?
"Las estructuras del cerebro como el hipotálamo, encargado de regular el sueño, están al lado del cerebro medio, donde yacen las conductas más primitivas de la evolución. Por eso cuando el impulso eléctrico se dispara, despierta esa parte del cerebro, dejando otras, como la corteza frontal, dormidas. Eso hace que no haya nada que inhiba la reacción de ira mientras experimentas un episodio de sonambulismo", indicó Bornemann.

Como gallinas

Estas zonas primitivas en el cerebro medio controlan conductas automáticas. Es el mismo tipo de estructuras cerebrales que le permite a las gallinas correr aunque les hayan cortado la cabeza.
Una niña es despertada
Durante la primera hora de sueño de los sonámbulos no se les debe molestar.
Estas áreas cerebrales también son responsables de lo que llaman "hipnosis de carretera", un término que busca definir a las personas que conducen una ruta que les es familiar sin recordar detalle alguno del viaje.
Dichas estructuras son conocidas como generadoras de patrones centrales.
Durante el día, esas estructuras son controladas por funciones superiores del cerebro, pero no dependen de ellas.
"Estos generadores de patrones en animales primitivos producen comportamientos clave para su supervivencia, como el instinto depredador, el de la alimentación y el sexual", señaló Cramer Bornemann.
"Nuestros cerebros altamente evolucionados han sido capaces de anular estos instintos básicos, pero no dejan de estar ahí. Ellos se activan en casos de epilepsia. De ahí que los comportamientos de sonámbulos estén en el mismo orden que las crisis epilépticas", indicó Bornemann.
Las conductas primitivas coinciden con el estereotipo de actividades que realizan los sonámbulos: comer, tener relaciones sexuales y buscar objetos.
Los asesinatos más violentos tienden a ocurrir en una noche de terror para el sonámbulo o después de que alguien los intenta despertar, desatando en él una respuesta violenta desinhibida.
De hecho, en raras ocasiones, cuando un sonámbulo ha sido sometido a un escáner cerebral, lo cual en sí mismo representa toda una hazaña, la prueba revela que mientras su corteza frontal se mantuvo dormida, su amígdala y su sistema límbico (los centros del cerebro que controlan las emociones), se activan en exceso.

En riesgo

El cerebro humano
En el cerebro de los sonámbulos se producen fallas en conexiones que se establecen durante el sueño.
Parecería que el defecto en los circuitos del cerebro que causa este desbalance es hereditario.
Mientras sólo el 2% de la población adulta afirma que es sonámbula, los hijos de sonámbulos tienen 50% de probabilidades de desarrollar el trastorno en su vida adulta.
No obstante, también parece que todos estamos, hasta cierto punto, en riesgo de desarrollar sonambulismo.
"El sonambulismo podría ser una condición que está presente en todos nosotros. Bajo ciertas condiciones, el 'hombre lobo sonámbulo' vive en cada uno de nosotros y estamos a un paso de protagonizar episodios aislados de sonambulismo, si algún error de conexión ocurre. Todo lo que se necesita es algo que desestabilice nuestro sueño", opina Cramer Bornemann.
Alrededor de 12% de los niños son sonámbulos hasta los 18 años.
En la mayoría de los casos, a medida de que sus cerebros maduran, esas fallas en las conexiones son corregidas y no vuelven a presentarse. Algunos remanentes pueden aparecer ocasionalmente en forma de sacudones o temblores mientras duermen.
Cuando nuestros patrones de dormir son interrumpidos por el estrés, la privación de sueño, el ruido u otros factores, nos volvemos más vulnerables al sonambulismo.

¡No duerma desnudo!

En su clínica del sueño en el Hospital Universitario James Cook, el doctor Paul Reading puede desatar un episodio de sonambulismo.
"En el laboratorio podemos recrear las condiciones del sonambulismo, al perturbar a alguien mientras duerme y, después, en el medio de la noche, hacerle un ruido estruendoso", dijo Reading.
"Por eso, tener buenos hábitos de dormir es crucial para evitar episodios de sonambulismo".
En particular, el consumo de alcohol puede ser un factor determinante. No tanto por la intoxicación que produce su consumo sino porque los efectos secundarios que genera -como la vejiga llena, irse a la cama tarde o incluso pasar la noche en el sofá- pueden causar las interrupciones necesarias para dejar a una persona vulnerable a errores de conexiones en el cerebro.
A quienes viven con sonámbulos, Reading les hace una recomendación.
"La primera hora de sueño es crucial, si pueden evitar causarles cualquier molestia en esa hora, todo estará bajo control".
Para los sonámbulos, el doctor tiene un consejo invaluable.
"Pónganse la pijama a la hora de dormir, y se ahorrarán muchas vergüenzas, especialmente si están de vacaciones en un hotel, cuando naturalmente es más difícil pasar una noche ininterrumpida. Es sorprendente ver cuántas personas que saben que son sonámbulas todavía duermen desnudas".
clic Este artículo fue publicado en la revista Focus de la BBC.

lunes, 6 de diciembre de 2010

COMO EL DORMIR REFUERZA LA MEMORIZACION DE CONOCIMIENTOS APRENDIDOS DURANTE LA JORNADA

Psicología
Martes, 30 de Noviembre de 2010 10:24

Un nuevo estudio realizado por investigadores de las universidades de York y Harvard indica que el sueño ayuda a las personas a recordar palabras recién aprendidas e incorporar nuevo vocabulario a su "diccionario mental".

Los investigadores enseñaron a los voluntarios palabras nuevas al atardecer. Justo después de acabada la lección, se les sometió a un test para comprobar qué habían aprendido. Los voluntarios durmieron toda la noche en el laboratorio, mientras su actividad cerebral quedaba registrada mediante electroencefalograma. A la mañana siguiente se les sometió a un nuevo test sobre la lección del atardecer. Este test reveló que podían recordar más palabras que inmediatamente después de la lección, y además las podían reconocer con mayor rapidez, todo lo cual demuestra que el dormir había fortalecido en ellos los nuevos recuerdos.

Esto no ocurrió en un grupo de control con voluntarios que fueron instruidos durante la mañana y a quienes se les sometió al segundo test al atardecer, sin haber dormido en ese lapso de tiempo.

Un examen de las ondas cerebrales de los voluntarios registradas mientras dormían, demostró que dormir profundamente (la fase de sueño de ondas lentas) era lo que ayudaba a fortalecer los recuerdos nuevos. La fase de sueño de movimientos oculares rápidos (REM) o sueño ligero no parecía intervenir en el proceso.

Cuando los investigadores examinaron si las nuevas palabras se habían integrado al conocimiento existente en el "diccionario mental", descubrieron la participación en el proceso de un tipo diferente de actividad en el cerebro dormido: ráfagas breves pero intensas de actividad cerebral que reflejan la transferencia de información entre los diferentes almacenes de recuerdos en el cerebro (el hipocampo en las profundidades del cerebro, y el neocórtex en la superficie).

Los recuerdos en el hipocampo se almacenan separados de otros recuerdos, mientras que los recuerdos en el neocórtex se conectan con otros conocimientos.

Los voluntarios que experimentaron más de estas ráfagas breves pero intensas de actividad cerebral mientras dormían, tuvieron más éxito al conectar las nuevas palabras con el resto de vocablos en su léxico mental, lo que sugiere que las nuevas palabras fueron transmitidas desde el hipocampo al neocórtex durante el sueño.

En el estudio han trabajado Gareth Gaskell, del Departamento de Psicología de la Universidad de York, y Jakke Tamminen de la Universidad de Harvard (ahora en la de Manchester).

Scitech News