El sueño REM, la fase de la fisiología nocturna del sueño de los mamíferos donde ocurren los sueños, ha fascinado por mucho tiempo a científicos, médicos, filósofos y artistas por igual, pero la identidad de las neuronas que controlan el sueño REM y su función en el sueño tienenha sido controvertido debido a la falta de métodos genéticos precisos para estudiar el cerebro dormido. Ahora, en una notable demostración de una tecnología cerebral reciente, los neurocientíficos brindan las primeras respuestas a ambas preguntas, identificando un circuito neuronal en el cerebro que regula el sueño REM, ymostrando que el sueño REM controla la fisiología de la otra fase principal del sueño, llamada sueño no REM NREM.
El equipo de investigación japonés, dirigido por Yu Hayashi del Instituto Internacional de Medicina Integral del Sueño de la Universidad de Tsukuba WPI-IIIS y Shigeyoshi Itohara del Instituto de Ciencias del Cerebro RIKEN, publicó el estudio en ciencia esta semana. El estudio comenzó cuando el equipo notó que muchas células en el área del cerebro llamadas pons, donde se sospechaba el control del sueño REM, en realidad eran visitantes de un área cerebral distante, llamada labio rómbico, durante el desarrollo embrionario temprano.detectives neuronales, el equipo razonó que si pudieran marcar las células del labio rómbico, podrían rastrear su migración a las protuberancias y reactivarlas artificialmente durante el sueño. Sin embargo, no existía tal método, hasta hace poco.
Ingrese un método llamado DREADD, que significa "Receptores de diseño activados exclusivamente por drogas de diseño". La técnica genética involucró ratones transgénicos que expresan un receptor DREADD en las células del labio rómbico que expresan Atoh1 durante la etapa de desarrollo, y que luego migran a las protuberancias.Los investigadores aplicaron un medicamento que se une al receptor llamado CNO para activar las células en las protuberancias durante el sueño medido observando la actividad cerebral desde electrodos colocados en la cabeza. Los datos mostraron que la activación de las células Atoh1 que son excitadoras podría suprimir el sueño REM, lo que lleva aa un aumento del sueño NREM. También se identificó un segundo grupo de células inhibidoras REM que están aguas abajo de las células Atoh1.
Después de identificar las células responsables de inhibir el sueño REM, los investigadores pasaron a examinar el papel de la fase REM en la fisiología general del sueño. Tomaron grabaciones de los cerebros de los ratones durante el sueño NREM que se caracteriza por grandes ondas lentas de actividad quebarrer a través del cerebro, en contraste con la actividad desincronizada relativamente tranquila en el sueño REM. Usando el sistema DREADD acortaron o alargaron el sueño REM y se sorprendieron al descubrir que la amplitud de las ondas lentas durante el siguiente sueño NREM se hizo correspondientemente más pequeña o más grande.Los resultados demuestran por primera vez que las fases del sueño interactúan en una jerarquía, con el sueño NREM bajo el control del sueño REM.
Los hallazgos tienen implicaciones sobre cómo y por qué el sueño en los mamíferos evolucionó a su estructura actual de dos fases. Se sabe que las experiencias novedosas durante la vigilia se almacenan en el cerebro durante el sueño NREM posterior, y que las ondas lentas juegan un papel importante en esteSegún el estudio actual, el sueño REM también contribuye a este proceso, porque la generación de ondas lentas durante el sueño NREM depende del sueño REM. Los autores planean continuar usando DREADD y otras tecnologías de investigación cerebral desarrolladas por neurocientíficos para tratar de determinarEl papel evolutivo real del sueño REM en los mamíferos y encontrar las respuestas a otros misterios. Entre estos, advierten que los ratones de laboratorio no tienen sueños medibles, aunque pueden reproducir secuencias de actividad del día anterior en NREM. La relación entre REMel sueño y la repetición de la experiencia en NREM es un área de interés futuro.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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