Por qué el cerebro nunca se apaga del todo durante el sueño profundo

A pesar de la apariencia de desconexión que muestra el cuerpo durante el sueño profundo, el cerebro humano permanece parcialmente en alerta y listo para captar señales externas. Un reciente hallazgo demuestra que, aun cuando se desvanece la conciencia, ciertas áreas cerebrales mantienen una actividad estratégica y nunca dejan de vigilar el entorno.

Un descubrimiento encabezado por el equipo del Brigham and Women’s Hospital, parte de Mass General Brigham, revela este fenómeno utilizando avanzadas técnicas de imagen cerebral. Gracias a este trabajo, ahora se entiende de manera más clara que algunas regiones del cerebro están preparadas para actuar ante cualquier estímulo, aunque la mente consciente esté en reposo.

Durante la etapa NREM del sueño –la fase en la que no hay movimientos oculares rápidos–, la conciencia desciende notablemente, pero el organismo conserva la capacidad de responder ante estímulos potencialmente peligrosos o que requieran reacción inmediata.

La investigación permitió identificar que las áreas dedicadas al pensamiento y la memoria disminuyen su actividad y reducen el consumo de energía. Por el contrario, las zonas sensoriales y motoras, encargadas de recibir señales de los sentidos y coordinar el movimiento, siguen activas y utilizan recursos, sosteniendo un nivel de vigilancia incluso durante la desconexión.

El estudio, publicado en Nature Communications, aporta una visión novedosa sobre el delicado equilibrio entre el descanso y el estado de alerta.

El equipo, dirigido por Jingyuan Chen, del Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging del Massachusetts General Hospital, empleó en simultáneo tres tecnologías de imagen: EEG para registrar la actividad eléctrica, PET para medir el uso de glucosa y MRI para detectar el flujo sanguíneo.

En el experimento, participaron 23 adultos sanos, lo que permitió observar con precisión las transformaciones que acontecen en el cerebro durante siestas supervisadas.

Según Brigham and Women’s Hospital, la combinación de esas herramientas resultó esencial para captar los cambios sincronizados que suceden entre la vigilia y el sueño profundo. A medida que el sueño NREM se profundiza, el consumo energético y la actividad cerebral general disminuyen, mientras el flujo sanguíneo se mantiene dinámico en las zonas sensoriales que permanecen alertas.

Simultáneamente, las redes responsables de funciones complejas y la planificación reducen significativamente su actividad.

Este patrón sugiere que el cerebro prioriza la vigilancia ante señales externas relevantes, limitando el gasto en procesos de pensamiento abstracto. También se observó un aumento en el flujo de líquido cefalorraquídeo, lo que respalda la hipótesis de que el sueño profundo favorece la limpieza cerebral de desechos.

El progreso metodológico de este estudio radica en la integración de distintas técnicas. El EEG revela la actividad eléctrica cerebral, la fMRI permite observar la dinámica del flujo de sangre y la fPET-FDG habilita el análisis casi instantáneo del consumo de glucosa, la principal fuente de energía neuronal.

Brigham and Women’s Hospital explica que, hasta ahora, ningún método permitía una vista tan precisa y coordinada de lo que ocurre mientras dormimos. El uso de fPET-FDG resultó especialmente valioso para monitorear minuto a minuto estos procesos y comparar, por primera vez con tal detalle, el metabolismo y la actividad cerebral durante el descanso.

Este trabajo no solo describe estos mecanismos, sino que abre nuevas puertas para entender el funcionamiento cerebral y la prevención de enfermedades. Se sabe que el sueño NREM facilita la eliminación de residuos y permite que el cerebro conserve cierto nivel de atención ante cualquier señal. Un desbalance en este equilibrio puede repercutir en la salud neurológica, como sucede en trastornos del sueño o enfermedades degenerativas.

“Este estudio ayuda a explicar cómo el cerebro sigue recibiendo información del exterior incluso cuando dormimos profundamente”, señaló Jingyuan Chen para Brigham and Women’s Hospital.

Analizar la coordinación entre la actividad, el consumo energético y la circulación sanguínea podría aportar pistas clave sobre el origen de diversas patologías y el motivo por el cual quienes padecen insomnio o trastornos neurológicos experimentan dificultades en mantener este equilibrio vital.

Los autores del trabajo reconocen ciertos límites: el grupo de voluntarios fue reducido y las sesiones de grabación del sueño resultaron breves. Brigham and Women’s Hospital advierte que aún se requieren estudios más amplios, con mayor diversidad y herramientas mejoradas, para profundizar en estos resultados y dilucidar el vínculo entre el sueño profundo y la salud cerebral a largo plazo.

Al describir la interacción entre los procesos cerebrales y las técnicas de imagen utilizadas, esta investigación abre un nuevo camino para estudiar el origen de los trastornos del sueño y las enfermedades neurológicas, como destaca Brigham and Women’s Hospital.