Nuestro estado de conciencia cambia significativamente durante las etapas del sueño profundo, al igual que lo hace en coma o bajo anestesia general. Los científicos han creído durante mucho tiempo, pero no podían estar seguros, que la actividad cerebral declina cuando dormimos.
La mayoría de las investigaciones sobre el sueño se realizan mediante electroencefalografía (EEG), un método que implica medir la actividad cerebral a través de electrodos colocados a lo largo del cuero cabelludo del paciente.
"Los escáneres de resonancia magnética miden la actividad neuronal al detectar la respuesta hemodinámica de las estructuras en todo el cerebro"
Sin embargo, Anjali Tarun, asistente de doctorado en el Laboratorio de Procesamiento de Imágenes Médicas de la EPFL dentro de la Escuela de Ingeniería, decidió investigar la actividad cerebral durante el sueño utilizando imágenes de resonancia magnética. Según Dimitri Van De Ville, quien dirige el laboratorio, "los escáneres de resonancia magnética miden la actividad neuronal al detectar la respuesta hemodinámica de las estructuras en todo el cerebro".
DATOS DIFÍCILES DE OBTENER
El único inconveniente fue que no fue fácil realizar resonancias magnéticas cerebrales en los participantes mientras dormían. Las máquinas son muy ruidosas, lo que dificulta que los participantes alcancen un estado de sueño profundo. Pero trabajando con la profesora Sophie Schwartz en la Universidad de Ginebra y el profesor Nikolai Axmacher en la Ruhr-Universität Bochum, Tarun pudo aprovechar los datos simultáneos de resonancia magnética y electroencefalograma de unas treinta personas.
Los datos de actividad cerebral se cubrieron durante un período de casi dos horas mientras los participantes dormían en una máquina de resonancia magnética. "Dos horas es un tiempo relativamente largo, lo que significa que pudimos obtener un conjunto de datos raros y confiables", dice Tarun. "Las resonancias magnéticas realizadas mientras un paciente está realizando una tarea cognitiva suelen durar entre 10 y 30 minutos".
ACTIVIDAD CEREBRAL DURANTE EL SUEÑO
Después de verificar, analizar y comparar todos los datos, lo que encontró Tarun fue sorprendente. "Calculamos exactamente cuántas veces se activaron las redes compuestas por diferentes partes del cerebro durante cada etapa del sueño", dice. "Descubrimos que durante las etapas ligeras del sueño, es decir, entre el momento en que te duermes y cuando entras en un estado de sueño profundo, la actividad cerebral general disminuye.
"Pero la comunicación entre las diferentes partes del cerebro se vuelve mucho más dinámica. Creemos que eso se debe a la inestabilidad de los estados cerebrales durante esta fase". Van De Ville añade: "Lo que realmente nos sorprendió de todo esto fue la paradoja resultante. Durante la fase de transición del sueño ligero al profundo, la actividad cerebral local aumentó y la interacción mutua disminuyó. Esto indica la incapacidad de las redes cerebrales para sincronizarse".
"Nuestros hallazgos muestran que la conciencia es el resultado de interacciones entre diferentes regiones del cerebro y no de la actividad cerebral localizada"
EL PAPEL DE LAS REDES EN MODO PREDETERMNADO
La conciencia generalmente se asocia con redes neuronales que pueden estar vinculadas a nuestros procesos de introspección, memoria episódica y pensamiento espontáneo. "Vimos que la red entre las regiones anterior y posterior se rompió, y esto se hizo cada vez más pronunciado con el aumento de la profundidad del sueño", sostiene Van De Ville. "También se observó una ruptura similar en las redes neuronales en el cerebelo, que normalmente se asocia con el control motor". Por ahora, los científicos no saben exactamente por qué sucede esto. Pero sus hallazgos son un primer paso hacia una mejor comprensión de nuestro estado de conciencia mientras dormimos. "Nuestros hallazgos muestran que la conciencia es el resultado de interacciones entre diferentes regiones del cerebro y no de la actividad cerebral localizada", sentencia Tarun.