Neurobiología y neurofisiología del ciclo del sueño y vigilia
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| Muchas veces se llama al ciclo circadiano el reloj biológico interno, pues controla variables en intervalos de tiempo relacionándose con cambios externos, como el nivel de luminosidad. |
El dormir es una conducta estereotipada, y la función de esta conducta tiene relación con la homeostasis y el favorecimiento del procesamiento de la información. Así la neurobiología del sueño va muy de la mano con el ritmo circadiano, y por tanto, con la atención, motivación, y función ejecutiva.
El ritmo circadiano comprende cambios rítmicos en las variables biológicas del organismo que van de la mano con las variaciones cíclicas del planeta. Por ejemplo se ve que antes de despertarse, se observa un aumento de temperatura, un cese en la secreción de melatonina, aumento en la contracción cardiaca, entre otras cosas que dan cuenta de una anticipación. Entonces el ritmo circadiano determina la periodicidad de numerosas variables fisiológicas, que principalmente dependen de la luz (principalmente), temperatura, hormonas, etc.
El mayor estado de alerta se da cerca de una hora luego de despertarse, el mejor momento para hacer actividad física es un par de horas luego de haber almorzado, en donde se responde mejor al estrés metabólico. Esto da cuenta de una homeostasis predictiva, para el ahorro de energía y la minimización del estrés.
Dentro de los ritmos circadianos, tenemos los ritmos ultradianos, que ocurren varias veces durante el día, tiene que ver con la capacidad de predecir o calcular eventualidades.
Hoy se sabe que existe un oscilador circadiano maestro, y otros osciladores circadianos esclavos.
Cuando se extirpa el núcleo supraquiasmático se elimina el ciclo circadiano. Por lo que éste sería el oscilador maestro. Esto también es arquicorteza.
Imagen esquemática que muestra la relación entre alerta, ciclo circadiano y exposición a la luz.
El núcleo supraquiasmático (SCN) se divide en:
- Núcleo: Aquí hay neuronas que reciben la entrada retiniana. Input de neuronas ganglionares fotosensibles de la retina, solo detectan cambios de fondo (con el pigmento melanopsina), estas células forman el tracto retinohipotalámico. Esta entrada es regulada por distintos aspectos de tálamo sensorial, sistema límbico, amígdala, etc.
- Corteza: Alrededor del núcleo, recibe diversas entradas regulatorias. Con una entrada desde tálamo denominada tracto geniculohipotalámico u hojuela intergeniculada, tiene un papel regulatorio relacionado a cambios independientes de luz, como aumento de actividad locomotora.
Eferencias relevantes del SCN:
- Proyección de la corteza del núcleo GABAérgico al hipotálamo dorsomedial, y desde allí proyecciones a los núcleos hipotalámicos conocidos como el switch sueño-vigilia, que son el núcleo preoptico ventrolateral y el lateral (orexinérgico).
- Vía supraquiasmática-pinal: Al disminuir la luz, disminuye la inhibición GABAérica al núcleo paraventricular del hipotálamo, que tiene proyecciones glutamatérgicas a las neuronas preganglionares simpáticas, a nivel T1 y T2, que llegan al ganglio cervical superior. Ésta última proyecta directamente a glándula pineal, lo que provoca producción de melatonina u hormona de la oscuridad. Recordar que la melatonina es un metabolito de la serotonina, que depende del triptófano. La serotonina tiene una vía divergente, en la glándula pineal, que sintetiza dimetiltriptamina, que es el alucinógeno más potente que se conoce, se cree que puede contribuir a la configuración de los sueños, también se encuentra en la ayahuasca, bebida enteogénica
La producción de melatonina se ve aumentada en el sueño profundo, ajusta el sistema endocrino (hormona del crecimiento, entre otras cosas), y ajusta funciones homeostáticas (incluso tiene funciones antioxidantes). Se ha observado que decae con la edad. Para regular la melatonina a veces se recomienda colocarse una venda en los ojos.
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