Dormir, soñar.... Piano and Violin Duet - Dream of Dreams - Brian Crain

La invasión del sueño .... 

Piano and Violin Duet - Dream of Dreams - Brian Crain

Una tercera parte de nuestra vida la pasamos durmiendo. El sueño es un útil fenómeno conductual en constante investigación. 

El Arte nunca ha sido ajeno a la experiencia de dormir.

http://edant.clarin.com/diario/2006/10/18/um/m-01292708.htm
El Sueño, Picasso

La vida es sueño

Pedro calderón de la Barca

SEGISMUNDO: Es verdad; pues reprimamos

            esta fiera condición,

            esta furia, esta ambición,

            por si alguna vez soñamos;

            y sí haremos, pues estamos

            en mundo tan singular,

            que el vivir sólo es soñar;

            y la experiencia me enseña

            que el hombre que vive, sueña

            lo que es, hasta despertar.

               Sueña el rey que es rey, y vive

            con este engaño mandando,

            disponiendo y gobernando;

            y este aplauso, que recibe

            prestado, en el viento escribe,     

            y en cenizas le convierte

            la muerte, ¡desdicha fuerte!

            ¿Que hay quien intente reinar,

            viendo que ha de despertar

            en el sueño de la muerte!

               Sueña el rico en su riqueza,

            que más cuidados le ofrece;

            sueña el pobre que padece

            su miseria y su pobreza;

            sueña el que a medrar empieza,

            sueña el que afana y pretende,

            sueña el que agravia y ofende,

            y en el mundo, en conclusión,

            todos sueñan lo que son,

            aunque ninguno lo entiende.

               Yo sueño que estoy aquí

            de estas prisiones cargado,

            y soñé que en otro estado

            más lisonjero me vi.

            ¿Qué es la vida?  Un frenesí.

            ¿Qué es la vida?  Una ilusión,

            una sombra, una ficción,

            y el mayor bien es pequeño;

            que toda la vida es sueño,

            y los sueños, sueños son.

El sueño, Dalí 1937

Descanso o cansancio

El sueño es una conducta caracterizada por la imperiosa necesidad de dormir. Como no se recuerda nada acerca de lo que sucede cuando se duerme, se tiende a pensar en el sueño como un estado de consciencia más que como una conducta. El cambio en la consciencia es innegable  pero además existen cambios conductuales.

Estadios del sueño

El sueño se estudia en laboratorios del sueño, que normalmente se hallan en una universidad o un centro médico. Consta de varias habitaciones de dormir pequeñas adyacentes a una habitación de observación, donde el experimentador observa a la persona que duerme.

La persona que duerme se prepara para las mediciones electrofisiológicas, situando electrodos sobre su cuero cabelludo para registrar el electroencefalograma (EEG), sobre la barbilla para determinar la actividad muscular mediante el electromiograma (EMG). Unos electrodos situados alrededor de los ojos registran el movimiento de éstos en un electrooculograma (EOG). Se utilizan otros electrodos y dispositivos d e trasducción para registrar medidas autonómicas tales como la tasa cardíaca, la respiración y la conducta de la piel. Los cables conectados a los electrodos se unes formando un paquete, y se conectan a una caja de conexión situada en la cabecera de la cama.
El estudio fisiológico del sueño se lleva a cabo mediante un registro poligráfico que comprende el registro de una serie de parámetros:

• EEG, encefalograma, clásico o por telemedición, que suprime las conesiones eléctricas
• EOG, electrooculograma, registro de los movimiento oculares horizontales y verticales
• EMG, electromiograma, registra el tono muscular
• Presión arterial
• Ritmos cardíaco y respiratorio
• Actogramo, movimientos espontáneos nocturnos
• Ruidos del ambiente generadores del complejos k
• Activación electrica de los cuerpo geniculados laterales talámiicos para valorar las espigas ponto-geniculooccipitales (espigas PGO).

http://neurofisiologiagranada.com/psg/psg-quees.htm

Los diferentes estados de consciencia que van desde la vigilia al sueño profundo se pueden registrar en  el EEG, y el  de una persona normal muestra patrones básicos de actividad:

1. Vigilia atenta
2. Vigilia relajada
3. Sueño de ondas lentas
4. Sueño de movimientos oculares rápidos (MOR o REM)

Los registros EEG muestran ondas específicas de cada estado, en función de su frecuencia, valorada en herzios (Hz). 1 Hz = 1 ciclo por segundo.
Vigilancia atenta: actividad beta, ondas irregulares (13-30 Hz)
Vigilancia relajada: actividad alfa, ondas regulares de frecuencia media (8-12 Hz)
Sueño de ondas lentas: actividad theta (3,5-7-5 Hz) y actividad delta más tarde (1-3,5 Hz)
Sueño paradójico, MOR: ondas tipo beta igual que en la vigilia atenta.

1. ondas alfa: ondas regulares de frecuencia media (8-12 Hz). El cerebro produce esta actividad cuando la persona está descansando tranquilamente, sin estar activada o excitada y sin estar ocupada en una actividad mental que requiera esfuerzo. Es más  frecuente con los ojos cerrados que con los ojos abiertos.
2. ondas beta: consiste en ondas irregulares de 13-30 Hz, en su mayor parte de baja amplitud. Esta actividad ocurre cuando la persona está alerta y atenta a los acontecimientos del entorno o cuando está pensando activamente.

El EEG es un registro de la suma de la actividad postsináptica de las neuronas cerebrales (principalmente de las neuronas de la corteza cerebral). Un EEG de baja frecuencia y alto voltaje (actividad alfa, como opuesta a actividad beta) refleja una sincronía neural. Estas ondas son producidas por un patrón de actividad regular, sincronizado, en un gran número de neuronas. La actividad de las neuronas individuales es análogo a un gran número  de personas recitando las mismas palabras al unísono (hablando de forma sincronizada).La actividad beta es desincronizada.

• Una actividad sincronizada está relacionado con el estado de reposo o deprimido, se procesa poca información.
• Una actividad desincronizada procesa  mucha información. 

El estado de alerta y vigilia del cerebro es más bien desincronizado, con mucha información en  procesamiento.

Estadios del sueño nocturno típico
1	Presencia de ondas theta (3.5-7.5 Hz)	Transición entre el sueño y la vigilia Los párpados se abren y se cierran lentamente Los ojos giran hacia arriba y hacia abajo
2	Al cabo de 10 minutos El EEG generalmente irregular con períodos de actividad: Theta: 3,5-7,5 Hz Husos de sueño: 12-14 Hz Complejos K	Husos de sueño: pequeñas ráfagas de ondas de 12-14 Hz, ocurren de dos a cinco veces por minuto durante los estadios 1 a 4 del sueño. Se cree que representan la actividad de un mecanismo que disminuye la sensibilidad del cerebro a las informaciones sensoriales (el cerebro se desconecta del mundo exterior). Las personas mayores tienen menos husos del sueño, se acompaña de despertares a lo largo de la noche. Complejos K: ondas repetidas, de forma puntiaguda, que se encuentran en el estadio 2 del sueño. Uno por minuto, a veces producidos por los ruidos inesperados, se piensa que son mecanismos para mantener dormida a la persona.
3	Después de 15 minutos Aparición de actividad delta (menos de 3,5 Hz)	Actividad delta 3,5 Hz: alta amplitud 20-50% de actividad delta
4	Actividad delta	50% de actividad delta
5	90 minutos después del inicio del sueño  y unos 45 minutos  después del estadio 4.  El EEG se desincroniza, con ondas theta similares a las del estadio 1, sueño paradójico (REM)	El registro del EOG muestra movimiento de los ojos El EMG se aplana Profunda pérdida del tono muscular Las personas están paralizadas Sueño REM: Presencia de actividad beta, que se observa en la vigilia

Los estadios tres y cuatro corresponden al sueño de ondas lentas, debido a la presencia de la actividad delta (3,5 Hz). En el estadio cuatro únicamente los sonidos fuertes son capaces de despertar a una persona  cuando se despierta parece aturdida y confusa. Durante la fase REM la persona puede no reaccionar a los ruidos, pero se activa fácilmente ante estímulos significativos  Al despertar del sueño paradójico la persona parece estar alerta y atenta.

Los sueños tienen lugar durante el sueño paradójico o REM. Los sueños tienden a tener una estructura narrativa, con progresión de acontecimientos semejante a la de las historias. Si despertamos durante el sueño de ondas lentas y nos preguntan si hemos soñado lo más seguro que respondamos que no... Pero si preguntamos de forma más cuidadosa puede informar acerca de la presencia de algún pensamiento, imagen o emoción.

Durante la noche el sueño se alterna entre períodos de sueño paradójico (REM) y sueno no paradójico (no REM). Cada ciclo dura aproximadamente 90 minutos, y contiene de 20 a 30 minutos de sueño paradójico. Un sueño de ocho horas contendrá cuatro o cinco períodos de sueño paradójico. La mayor parte del sueño de ondas lentas (estadios 3 y 4) ocurren durante la primera mitad de la noche. En los períodos subsecuentes de sueño no paradójico abunda cada vez más el estadio 2 de sueño y los episodios de sueño paradójico se hacen más prolongados.

Los ciclos regulares de 90 minutos de sueño paradójico sugieren la existencia de un mecanismo cerebral que origina alternativamente sueño paradójico y sueño de ondas lentas. En condiciones normales, el sueño paradójico debe estar precedido por un período de sueño de ondas lentas. También parece existir un período reflactario después de la ocurrencia de cada episodio de sueño paradójico, durante este período no puede volver a darse el sueño REM. La naturaleza cíclica del sueño REM parece estar controlada por un reloj cerebral que regula un ciclo de actividad que continúa durante la vigilia.

Características principales del sueño paradójico (REM) y el sueño de ondas lentas
Sueño paradójico (REM)	Sueño de ondas lentas
Desincronización EEG	Sincronización EEG
Ausencia de tono muscular	Tono muscular moderado
Movimiento rápido de ojos (REM)	Movimientos de los ojos lentos o nulos
Erección del pene o secreción vaginal	Ausencia de actividad genital
Ondas PGO	Ausencia de ondas PGO
Sueños de tipo narrativo	Sueños estáticos

Se han hallado ciclos de 90 minutos de reposo y actividad en actividades como:

1. comer
2. beber
3. fumar
4. tasa cardíaca
5. consumo de oxígeno
6. motilidad estomacal
7. producción de orina
8. ejecución de tareas que requieren que la persona sea capaz de prestar atención

Kleitman denominó a este fenómeno ciclo básico de reposo-actividad (CBRA) (1982). Parece ser que es un reloj interno que se encuentra en el bulbo raquídeo y que produce cambios regulares en la actividad y el estado de alerta durante el día y controla los períodos de sueño de ondas lentas y de sueño paradójico durante la noche.

El bulbo raquídeo se encarga de:
corazón
respiración
masticación
toser
estornudar
vomitar
salivar
succionar
deglutir
sistema vasomotor

Durante el sueño REM nos paralizamos, la mayoría de las neuronas motoras espinales y craneales están fuertemente inhibidas, las que controlan la respiración y los movimientos de los ojos quedan exentas. El cerebro está muy activo, el flujo sanguíneo cerebral y el consumo de oxígeno están acelerados. Se produce erección del pene en los varones y se incrementan las secreciones vaginales en las mujeres. Fisher, Gross y Zuch (1965) observaron que los cambios genitales en los varones no significa que tenga un sueño de contenido sexual. El hecho de que durante el sueño paradójico se produzcan erecciones, independientemente de la excitación sexual, se ha utilizado clínicamente para determinar las causas de la impotencia. En estos casos el sujeto duerme en un laboratorio con un dispositivo ligado al pene que mide su circunferencia. Si durante el sueño paradójico se produce un agrandamiento del pene, significa que su incapacidad para obtener una erección durante sus relaciones sexuales no es debida a problemas fisiológicos tales como una lesión del nervio o un trastorno circulatorio. Una forma más barata de obtener los mismos resultados: el paciente toma una tira de sello, la moja y la pone alrededor del pene antes de irse a dormir. Por la mañana, la examina para ver si las uniones entre los sellos están rotos.

Actividad mental durante el sueño
Es incorrecto referirse al período del sueño como un estado de inconsciencia. Durante el sueño nuestra consciencia es diferente a la de la vigilia, pero estamos conscientes. Si experimentalmente se despierta a los sujetos cuando están dormidos, la información que dan muestra que estaban conscientes.
Aunque se diga que no se sueña cuando se duerme, es una equivocación, se sueña siempre, pero no nos acordamos.
Madsen y cols. (1991) observaron que durante el sueño paradójico la tasa de flujo sanguíneo cerebral en el encéfalo humano era elevada en la corteza de asociación visual, pero baja en la corteza frontal inferior. La corteza frontal inferior está implicada en la planificación u en mantenerse al corriente de la organización de los acontecimientos en el tiempo. Señalaron que aunque los sueños se caracterizan por unas buenas imágenes visuales (que involucran la corteza de asociación visual), su organización temporal es pobre, por ejemplo intercambiando presenta, pasado y futuro. Menges (1982) dijo:

"a menudo el que sueña no tiene ninguna sensación de esforzarse para conseguir un objetivo a largo plazo, sino que más bien es arrastrado a través del flujo del tiempo por las circunstancias que surgen inesperadamente de una forma imprevisible". 

• Se describe la vida diaria de una persona que tiene lesionada la corteza frontal inferior.

Estudios:
Roffwarg y cols. (1962): registraron los movimientos de los ojos de los sujetos durante el sueño paradójico, entonces les despertaron y les pidieron que describieran lo que estaba ocurriendo en sus sueños. Descubrieron que los movimientos de los ojos eran similares a los que se esperan si los sujetos hubieran estado observando realmente esos acontecimientos.
Miyauchi, Takino y Azakami (1990): registraron el EEG de sujetos que estaban durmiendo y observaron que los movimientos de los ojos que ocurren durante el sueño paradójico se acompañan de una onda en particular. Esta onda también se observó en sujetos despiertos que examinaban una escena, pero no se daba cuenta cuando simplemente realizaban movimientos de los ojos en una habitación oscura.

• La onda EEG no se produce con los movimientos de los ojos en sí, sino que en realidad indica que los sujetos han estado examinando una imagen visual durante un sueño.

Existan datos que indican que los mecanismos cerebrales particulares que se activan durante un sueño son los mismos que se activarían si los acontecimientos del sueño estuvieran realmente ocurriendo. Los mecanismos motores  corticales y subcorticales se activan durante un sueño que tiene movimiento. Si el sueño involucra hablar y escuchar, las regiones cerebrales involucradas en el lenguaje y la comprensión verbal se activan especialmente.
La actividad mental (en forma de suenos narrativos, semejantes a historias) ocurre durante el sueño paradójico. Pero esta actividad también acompaña al sueño de ondas lentas. Las pesadillas terroríficas ocurren durante el sueño de ondas lentas y especialmente durante la fase 4. Cuando se despierta a una persona en la fase 4 del sueño, es poco probable que cuenten sueños con estructura de historia. Hacen referencia a una situación:

• aplastados
• asfixiados
• sentimiento de miedo
• terror

¿Por qué se duerme?

La imperiosa necesidad de dormir es muy persistente, cuando nos resistimos a ella lo pasamos muy mal. con la excepción del dolor intenso y la necesidad de respirar, el sueño es el impulso más apremiante. NO se puede desafiar indefinidamente la necesidad de dormir. El sueño llegará, pero aun no hemos encontrado respuesta a la pregunta antes indicada.

El sueño como respuesta adaptativa

El sueño es un fenómeno universal entre los vertebrados. Todos los mamíferos y las aves duermen. Sólo los vertebrados de sangre caliente muestran sueño paradójico, con señales EEG desincronizado junto con movimientos rápidos de los ojos.

Webb (1975) considera que el sueño es una conducta útil que hemos heredado de nuestros antepasados, sugiere que podría no tener propiedades restauradoras, que sólo es una conducta que mantiene al animal a salvo cuando no hay nada importante que hacer.
Muchos animales obtienen comida durante sólo una parte del ciclo día-noche. Estas animales se benefician de los períodos de inactividad, durante los cuales se gasta menos energía.

1. -Los animales de madriguera duermen mucho, menos las musarañas que necesitan comer la mayor parte del tiempo.
2. -Los depredadores grandes duermen muchas horas al día.
3. -Los animales grandes que pueden ser atacados duermen muy poco

Argumento en contra:
El delfín del Indo nunca deja de nadar, pero duerme un total de 7 horas al día en siestas de 4 a 60 segundos cada una.
Algunos mamíferos marinos han desarrollado un patrón de sueño extraordinario:
-El delfín nariz de botella (Tursiops truncattus) y la marsopa (Phocoena phocoena) duermen de forma que sólo usan un hemisferio cerebral cada vez para dormir, el otro hemisferio siempre está alerta.

Los registros de los dos hemisferios de un delfín, el sueño de ondas lentas
ocurre independientemente en los hemisferios izquierdo y derecho.

El sueño es una conducta útil, que varía su duración en función de factores ambientales, la cantidad de sueño de un organismo es flexible, pero parece que cierta cantidad de sueño es fisiológicamente necesaria.

El sueño como un proceso restaurador

Los investigadores creen que el sueño lleva a cabo algún tipo de restauración para paliar los efectos del desgaste y las roturas que ocurren durante la vigilia. Parece que el sueño no está relacionado con el ejercicio físico. Pero es necesario dormir para mantener un funcionamiento cerebral normal.

Efectos de la privación del sueño

el hecho de que el dormir sea tan motivador sugiere que es una necesidad vital. Pero, los resultados de los estudios sobre la privación del sueño no son tan clarificadores como los investigadores esperaban.

Estudios con humanos:

Home (1978): revisó más de cincuenta experimentos de privación de sueño en humanos. Informó que en la mayoría de ellos la privación del sueño ni interfirió en la capacidad de las personas para llevar a cabo ejercicios físicos. No se obtuvieron pruebas de que la privación del sueño produjera una respuesta fisiológica de estrés.

Pilcher y Huffcutt (1966): La privación del sueño parece deteriorar las funciones cognitivas, y afecta profundamente al estado de ánimo de las personas.

Morris, Williams y Lubin (1960): descubrieron que tras permanecer despiertos varios días, las personas empiezan a quejarse de distorsiones perceptivas o incluso de alucinaciones, los sujetos hacían declaraciones como:

• "el suelo parece ondulado"
• "la mancha negra parecía transformarse en diferentes formaciones rocosas"
• "creí que me subía humo desde el suelo, por lo que examiné mis ojos para comprobar si era real"

En un sujeto sin historial psicopatológico los efectos nunca son particularmente graves, se dan cuenta de que las distorsiones perceptivas y las alucinaciones no son reales, pero sugieren que la privación del sueño afecta negativamente al funcionamiento cerebral.

¿Qué les ocurre a los sujetos privados del sueño cuando se les permite dormir de nuevo?

Pues muchos de ellos duermen más durante la primera o las dos primeras noches, pero nunca recuperan el sueño perdido.

Randy Gardner con 17 años estuvo 264 horas sin dormir batió un récord Guinnes.
Después de la hazaña durmió durante algo menos de 15 horas y se
despertó sintiéndose estupendamente. La segundan noche durmió algo más de 10
horas, la tercera algo menos de 9 horas. Unas 67 horas no se recuperaron.Ese récord se ha vuelto a batir con 266 horas sin dormir.

El porcentaje de recuperación no fue equivalente para todos los estadios de sueño:

1. 7% para los estadios 1 y 2
2. 68% para el estadio 4 de sueño de ondas lentas
3. 53% para el sueño paradójico

Kales y cols., 1970: obtuvieron resultados similares, lo que sugiere que el estadio 4 y el sueño paradójico pueden ser más importantes que los otros estadios.

Funciones del sueño de ondas lentas

La tasa metabólica y el flujo sanguíneo cerebrales declinan durante este tipo de sueño, hasta un valor del 75% del nivel de vigilia durante el estadio 4.   (Sakai y cols., 1979; Buchsbaum y cols., 1989; Maquet, 1995). Las regiones que tienen los mayores niveles de actividad durante la vigilia muestran los mayores niveles de ondas delta, y los niveles más bajos de actividad, durante el sueño de ondas lentas. La presencia de actividad delta en una determinada región del cerebro parece indicar que esta región está descansando. Durante el sueño de ondas lentas las personas no reaccionan ante ningún estímulo a menos que éstos sean intensos, y si se despierta, están aturdidas y confusas, como si la corteza cerebral se hubiera desconectado y todavía no hubiera reanudado su funcionamiento. Estas observaciones sugieren que durante el estadio 4 de sueño el cerebro está descansando.

Bonnet y Arand (1996) proporcionan más pruebas acerca del valor restaurador del sueño de ondas lentas:

mantuvieron despiertos a sujetos voluntarios hasta las 02:00 horas de la mañana, luego les dieron 400 mg de cafeína o de placebo y les dejaron dormir durante 3,5 horas. Las mediciones indicaron que aunque todos los sujetos durmieron la misma cantidad de horas, los que habían recibido cafeína mostraron menos sueño de ondas lentas del estadio 4, las pruebas cognitivas del día siguiente fueron peores. Presumiblemente los sujetos que tomaron cafeína estaban menos descansados porque la droga habían interferido en el estadio 4 del sueño.

Un trastorno neurológico insomnio familiar mortal produce lesiones en porciones del tálamo. Los síntomas son deterioro de la atención y de la memoria,  confusión semejante a un sueño, pérdida de control del SNA y del sistema endocrino, e insomnio. Los primeros signos de las alteraciones del sueño son la reducción de los husos del sueño y de los complejos K. A medida que el trastorno progresa, desaparece completamente el sueño de ondas lentas y tan sólo permanecen episodios breves de sueño paradójico (sin que se acompañe de parálisis). El trastorno es mortal. No se sabe si el insomnio, producido por el daño  cerebral, contribuye a los demás síntomas y a la muerte del paciente.

 http://www.behavioralpsycho.com/PDFespanol/1994/Insomnio%20familiar.pdf

Estudios con animales de laboratorio:

Como a los animales no se les puede persuadir de que permanezcan despiertos, es difícil separar los efectos de la privación del sueño de los causados por el método utilizado para mantenerlos despiertos. Rechtschaffen y sus colaboradores (1983), desarrollaron un procedimiento para controlar los efectos del ejercicio forzoso necesario para evitar que el animal se duerma.

Control acoplado, yokedcontrol

Los investigadores emplearon un procedimiento de control acoplado para privar de sueño a una de las ratas pero forzar a los dos miembros de la pareja a hacer ejercicio durante la misma cantidad de tiempo. Se utilizó un ordenador para registrar los EEGs y los EMGs de ambas ratas, detectando tanto el sueño de ondas lentas como el sueño paradójico  Una de las ratas sirvió como animal experimental (privado del sueño) y la otra actuó como el control acoplado  En el momento en que el registro EEG indicaba que el animal experimental empezaba a dormirse  el ordenador ponía en marcha el motor que hacia girar el disco, forzando a ambos animales a moverse. Como la plataforma giraba siempre que el animal experimental empezaba a dormirse, el procedimiento redujo el tiempo total de su sueño en un 87%. Sin embargo el tiempo de sueño de la rata de control acoplado se redujo sólo en un 31%. 

Los efectos de la privación de sueño fueron graves. Los animales de control se mantuvieron totalmente sanos. Los experimentales parecían enfermos y dejaron de mostrar la conducta de acicalamiento de su piel, se debilitaron, mostraron una falta de coordinación y perdieron su capacidad para regular su temperatura corporal. Su tasa metabólica aumentó tanto que aunque comían más de lo normal, perdieron pero. Finalmente las ratas morían. La causa de la muerte no está del todo claro. Los cerebros de las ratas parecían normales, y no había signos obvios de inflamación o daño en otros órganos internos. Los niveles de hormonas relacionadas con es estrés mostraron no eran altos, se les dio una dieta hipercalórica para compensar el incremento en su tasa metabólica, las ratas vivían más tiempo pero acababan sucumbiendo. Everson (1995) sugirió que la privación de sueño puede interrumpir el funcionamiento del sistema inmunitario y como consecuencia los animales desarrollan infecciones tóxicas en la sangre.

Efectos del  ejercicio sobre el sueño

Se ha sugerido que el cerebro pueda necesitar sueño de ondas lentas para recuperarse de las actividades diarias, pero el resto del cuerpo no lo necesitaría. El estudio de los efectos de la actividad diaria sobre el sueño nocturno. Si el sueño tiene función reparadora, los efectos de la actividad de las horas de vigilia, sería de esperar que el sueño y el ejercicio estuvieran relacionados. 

La relación entre el sueño y el ejercicio no resulta convincente:

Rybach y Lewis (1971) no observaron cambios en el sueño de ondas lentas ni en el sueño paradójico de sujetos sanos que estuvieron seis semanas descansando en la cama. Si el sueño repara el desgaste y las roturas, podríamos esperar que estas personas hubieran dormido menos.

Adey, Bors y Porter (1968) estudiaron el sueño de las personas tetrapléjicas y parapléjicas completamente inmóviles y observaron únicamente una pequeña disminución del sueño de ondas lentas en comparación con personas sanas.

Home (1981, 1988) informa que aunque en algunos estudios se ha observado que el ejercicio incrementa el sueño de ondas lentas, en otros no se ha obtenido esta tipo de resultados. Señala que un factor importante parece ser el clima en el que se realiza el ejercicio. Si la temperatura y la humedad son elevadas es probable que el ejercicio produzca un incremento del sueño de ondas lentas. Home sugiere que la variable importante podría ser que el ejercicio consiga calentar el cuerpo.

Horne y Moore (1985) hicieron que sujetos realizaran ejercicios en una cinta corredera:

1. Algunos sujetos fueron enfriados mediante ventiladores eléctricos, y su piel era periódicamente rociada con agua. Su temperatura corporal aumentó 1ª C. 
2. Esa noche, el sueño de ondas lentas de los sujetos con ejercicio caliente aumentó en un 25%
3. El sueño de ondas lentas de los sujetos con ejercicio frío no varió.

Horne cree que el factor significativo no es el aumento de la temperatura corporal sino el de la temperatura cerebral. Considera que la temperatura cerebral incrementa la tasa metabólica cerebral, y que por ello se necesitaría un mayor cantidad de sueño de ondas lentas. Horne (1989) en un estudio calentaron las cabezas mediante un secador de pelo incrementando la temperatura cerebral 1ºC. Cuatro de los seis sujetos mostraron incremento del sueño de ondas lentas durante la noche siguiente. Hace falta investigar más.

Efectos de la actividad mental sobre el sueño

Si la principal función del sueño de ondas lentas es la permitir que el cerebro descanse y se recupere de su actividad diaria, podemos esperar que un incremento de la actividad cerebral origine un incremento del sueño de ondas lentas. Horne interpreta los efectos del aumento de la temperatura corporal.

Las tareas que requieren un estado de alerta y actividad mental incrementan el metabolismo de la glucosa en el cerebro. Los incrementos más significativos se observan en los lóbulos frontales, donde la actividad delta es más intensa durante el sueño de ondas lentas.

Estudios:

Katter, Kijk y Borbély (1994) estimularon la mano de una persona con un vibrador, que activó la corteza somatosensorial contralateral. La noche siguiente el registro EEG del sujeto mostró una mayor actividad delta en esa región del cerebro. Posiblemente, el aumento de actividad de las neuronas corticales hizo que necesitasen un mayor descanso durante la noche siguiente. 

Horne y Minard (1985) hallaron una forma de incrementar la actividad mental sin afectar la actividad física y sin causar estrés. con un grupos de personas como sujetos de experimentación se los llevaron a pasear, visitando exposiciones, un centro comercial, un museo, un parque de atracciones, un zoo, una mansión lujosa, una película. Se les llevó en coche de un sitio a otro, su temperatura no aumentó. cuando volvieron al laboratorio los sujetos manifestaron que estaban cansados y no tardaron en quedarse dormidos. La duración del sueño fue normal, se despertaron encontrándose frescos. Pero el sueño de ondas lentas particularmente el estadio 4 de sueño se incrementó.

http://cbn.eldoc.ub.rug.nl/FILES/root/2002/JSleepResdeBruin/2002JSleepResdeBruin.pdf

Sueño y  termorregulación

La privación de sueño prolongado altera al capacidad del animal para regular su temperatura temporal.

Berger y Phillips (1995) sugirieron que el sueño y la  termorregulación son procesos estrechamente relacionados.

Hipótesis:

El sueño emergió como una respuesta a la evolución de la endotermia. Los animales endotérmicos calientan sus cuerpos con el calor producido por su metabolismo, animales homeotermos o animales de sangre caliente.

Los animales poiquilotermos, de sangre fría, no tienen realmente sangre fría, sino que mantienen su temperatura absorbiendo calor de su entorno. Si hace frío u no pueden encontrar un lugar soleado, su temperatura corporal cae. 

Los cerebros de los animales endotérmicos tienen una especie de termostato que detecta si su temperatura corporal se eleva o disminuye demasiado , tienen mecanismos para aumentar o disminuir su temperatura:

• escalofríos
• sudoración
• jadeos

La endotermia es muy costosa, especialmente para los animales pequeños. La piel es la parte del cuerpo por donde se pierde el calor. Esto hace que deba comer a menudo para mantener una elevada tasa metabólica.

Berger y Phillips sugirieron que el sueño mantiene quieto a un animal de manera que no hace ejercicio innecesario y que proporciona la oportunidad de bajar el termostato, reduciendo así el número de calorías que debe gastar para mantener su temperatura corporal.

Se ha mostrado que el sueño y la termorregulación están estrechamente relacionados. El ejercicio físico que hace aumentar la temperatura corporal de una persona incrementa la cantidad de sueño de ondas lentas en la noche siguiente, como los baños calientes. 

Se ha visto que el hipotálamo anterior y el área preóptica adyacente contiene circuitos involucrados en sueño y termorregulación.

Horne (1992) considera que la hipótesis de que la principal función del sueño es la disminuir la temperatura corporal y ahorrar energía no parece posible en el caso de los animales grandes como los humanos. Un humano que duerme durante 8 horas gastará sólo un poco menos de energía que otra persona que permanece sentado tranquilamente durante el mismo tiempo: las contenidas en una pequeña rebanada de pan.

La hipótesis de que el sueño permite al cerebro descansar y recuperarse de un día de actividad parece ser la que ha recibido un mayor apoyo. Naturalmente una reducción de la temperatura cerebral puede intervenir de forma importante en este descanso y esta recuperación.

Las funciones de sueño paradójico

El sueño paradójico es un período de intensa actividad fisiológica:

• los ojos se mueven rápidamente
• la tasa cardíaca muestra aceleraciones y desaceleraciones repentinas
• la respiración se vuelve irregular
• el cerebro aumenta su actividad

No se espera que el sueño paradójico tenga las mismas funciones que el sueño de ondas lentas.:

Estudios:

Dement, 1960: primeros estudios acerca de los efectos de la privación del sueño paradójico se observó que a medida que la privación progresaba, los sujetos tenían que ser despertados de esta fase del sueño con mayor frecuencia, aumentaba la urgencia de entrar en sueño paradójico. Tras varios días de privación, los sujetos mostraban un efecto rebote cuando se les permitía dormir normalmente  en la noche de recuperación el porcentaje de sueño paradójico era mucho mayor que el normal. Este rebote sugiere que se necesita cierta cantidad de este tipo d sueño, y que el sueño paradójico está controlado por un mecanismo regulador. Si la privación selectiva da lugar a una falta de sueño paradójico, esta carencia se recupera después, cuando se permite un sueño ininterrumpido.

Synder, 1966: Dadas las similitudes entre este tipo de sueño y la vigilia muchos han sugerido que el sueño paradójico podría permitir que los animales estuvieran más sensibles a su entorno, evitando se sorprendidos por los depredadores. Durante el sueño paradójico los humanos son más sensibles a los estímulos significativos. 

Estudios sobre el aprendizaje y el sueño:

Greenberg y Perarlman, 1974: han sugerido que el sueño paradójico tiene una función especial en el aprendizaje. Se ha propuesto que las memorias de los acontecimientos del día anterior, sobretodo aquellas involucradas con información de contenido emocional, son consolidadas e integradas con memorias ya existentes.

Crick y Mitchison, 1983, 1995: pensaron que este período de tiempo se utiliza para llevar a cabo tareas limpiadoras, limpiar la memoria de aquellas informaciones inservibles, para impedir su almacenamiento.

Jouvet, 1980: propone que el sueño paradójico ayuda a integrar las conductas aprendidas y las instintivas, proporciona un período de tiempo  durante el cual se modifican los circuitos neurales que controlan las conductas típicas de la especie de acuerdo con las experiencias vividas el día anterior.

Roffwarg, Muzio y Dement, 1966: han sugerido que hecho de que el sueño de los bebés consista principalmente en sueño paradójico ha sugerido a otros investigadores que este estadio del sueño está asociado con el desarrollo cerebral. Esta asociación podría darse en ambos sentidos:

1. el desarrollo cerebral podría originar sueño paradójico, quizá para poner orden después de los esfuerzos del crecimiento neural
2. el sueño paradójico podría establecer las condiciones para que tenga lugar el crecimiento neural.

Se han propuesto muchas hipótesis para explicar el enigma del sueño paradójico. Sus categoría funcionales:

1. estado de vigilia
2. aprendizaje, consolidando o limpiando
3. reprogramación de conductas típicas de la especie
4. desarrollo cerebral

Total que no sabemos nada de sus causas. 

Ninguna hipótesis ha sido respaldada o refutada. La privación del sueño paradójico impuesta tras unas sesión de entrenamiento , deteriora el aprendizaje, especialmente de tareas complicadas, pero su efecto no es muy espectacular (McGrath y Cohenm 1978; Smith, 1985).Una sesión de entrenamiento incrementa el sueño paradójico, especialmente al principio del sueño. La hipótesis del aprendizaje ha recibido bastante respaldo experimental.

Las hipótesis de vigilancia y reprogramación no están suficientemente desarrolladas, no se pueden establecer predicciones contrastables en un experimento.

Llama la atención el hecho de que la mayor proporción de sueño paradójico se observe durante la fase más activa del desarrollo cerebral. Es posible que el sueño paradójico intervenga en este proceso. Los estudios de fetos humano y neonatos prematuros indican que el sueño paradójico empieza:

• aparece a las 30 semanas de la concepción y alcanza su máximo alrededor de las 40 semanas (Roffwarg, Muzio y Dement, 1966; Petre-Quadens y DeLee, 1974; Inoue y cols., 1986)

1. El 70% del sueño de un neonato es sueño paradójico
2. El 30% del sueño de un bebé de seis meses es sueño paradójico
3. El 22% del sueño de un niño de 8 años es sueño paradójico
4. El 15% del sueño de un adulto en la madurez es sueño paradójico

Mirmiran (1995) ha descrito una serie de estudios que él y sus colaboradores han llevado a cabo con crías de rata. durante su segunda y tercera semana de vida les inyectaron fármacos que disminuyen el sueño paradójico, descubrieron que cuando los animales fueron adultos mostraban anormalidades conductuales. Su corteza cerebral y su tronco del encéfalo eran menores que los de los sujetos controles.

Estudios:

Marrks y cols. 1995: descubrieron que las lesiones cerebrales que interrumpen uno de los componentes del sueño paradójico (las ondas PGO) también interfieren en  el desarrollo del sistema visual de los animales. No muestra seguridad en sus conclusiones.

¿Por qué sigue dándose este tipo de sueño en la edad adulta, cuando supuestamente el cerebro está desarrollado?

1. Una posibilidad es que el sueño paradójico facilite los cambios masivos cerebrales que ocurren durante el desarrollo.
2. Otra posibilidad es que facilite los cambios más modestos responsables del aprendizaje que se producen posteriormente a lo largo de la vida.

Los estudios con animales de laboratorio sugieren que el sueño paradójico lleva a cabo funciones que facilitan el aprendizaje.

Experimentos:

1º- Se entrena a los animales en una tarea de aprendizaje y luego se les priva de sueño paradójico durante un cierto período de tiempo. Si el sueño paradójico facilita el aprendizaje quizá promoviendo cambios cerebrales que almacenan la información adquirida, entonces los animales privados de la oportunidad de entrar en sueños privados de la oportunidad de entrar en sueño paradójico después de la sesión de entrenamiento no deberían aprender tan bien como los sujetos controles.

2º- Se entrena a los animales en una tarea de aprendizaje y luego se registra su sueño durante varias horas. El incremento de sueño paradójico sugiere que el aprendizaje aumenta la necesidad de entrar en este estadio del sueño. 

Los animales privados de sueño paradójico tras participar en una sesión de entrenamiento aprenden la tarea más lentamente.

1. La privación de sueño paradójico retrasa la formación de la memoria.
2. La mayoría de investigadores creen que las experiencias de aprendizaje inician un proceso que resulta en cambios estructurales y bioquímicos cerebrales. Parte de este proceso es posible que requiera el sueño paradójico para poder operar de forma más eficiente.
3. Si los animales son privados de sueño paradójico en el momento apropiado después de la sesión de entrenamientos  su ejecución será peor que la de los animales que han podido tener sueño paradójico (Smith, 1996)

Bloch, Hennevin y Leconte (1977) administraron a las ratas diariamente ensayos de entrenamiento en un laberinto complejo. Vieron que la experiencia incrementaba el sueño paradójico subsecuente.

La ejecución diaria estaba relacionada con la cantidad de sueño paradójico subsecuente.
La curva superior ilustra la ejecución de los animales en el laberinto.
Los mayores incrementos en la velocidad de las carreras se acompañaron
de mayores cantidades de sueño paradójico.
Cuando la tarea estuvo bien aprendida tras el 6º día, el sueño paradójico
disminuyó de nuevo hasta los valores de la línea base.

Los estudios realizados con humanos muestran que la privación del sueño paradójico sólo afecta de forma leve a la capacidad de una persona para aprender o para recordar algo que previamente ha aprendido. 

• Varios estudios han mostrado que el aprendizaje puede afectar a la cantidad de sueño paradójico de una persona. 

Se ha observado que los niños retardados tienen menos sueño paradójico que los niños normales. Los niños superdotados tienen más. (Dujardin, Guerrien y Leconte, 1990).

Smith y Lapp (1991) hallaron que el sueño paradójico de estudiantes universitarios aumentó durante la época de exámenes.

Parece que el sueño paradójico está regulado. Si se priva de sueno paradójico, cuando se le permita dormir sin interrupción, mostrará un efecto rebote. La falta de sueño paradójico causa un déficit de este tipo de sueño que se acumula, de la misma manera que permanecer despiertos da lugar a un déficit de sueño general que se acumula.

Es posible que el sueño paradójico y el sueño de ondas lentas ayuden al descanso cerebral y a su recuperación del deterioro causado por la vigilia.. Existe la posibilidad de que sólo el sueño de ondas lentas proporcione descanso y recuperación, pero que tenga algunos efectos secundarios nocivos y que el sueño paradójico proporcione un antídoto para estos efectos secundarios. Es posible que el sueño de ondas lentas repare los efectos de la vigilia y que el sueño paradójico repare los efectos del sueño de ondas lentas.

Benington y Heller (1994) han sugerido que el sueño paradójico sirve al sueño de ondas lentas, y no a la vigilia. Señalan que en personas sanas el sueño paradójico no ocurre hasta después de un período de sueño de ondas lentas. La cantidad de sueño paradójico durante una determinada noche se relaciona con el tiempo toral de sueño de una persona y  no con le tiempo que esa persona estuvo despierta el día anterior. 

Lavie y cols., (1984) informaron que un hombre de 33 años de edad a los 20 sufrió una herida de metralla en la cabeza, no  tenía prácticamente sueño paradójico. En el laboratorio el hombre durmió una media de 4 horas. En tres de ocho noches no tuvo sueño paradójico; la media en las otras cinco noches fue de aproximadamente 6 minutos. Los trozos de metal lesionaron la protuberancia, el lóbulo temporal izquierdo y el tálamo izquierdo. La protuberancia parece ser la parte del encéfalo que controla el sueño paradójico. La casi total ausencia de sueno de este tipo no parece causar graves efectos secundarios. Este hombre después de la lesión completó sus estudios y ahora ejerce la abogacía. Esto ilustra que el sueño paradójico no es necesario para la supervivencia.