¿Por qué duermen los animales?
Aunque el sueño consume aproximadamente un tercio del día para muchas formas de vida, sabemos muy poco acerca de por qué es necesario. La necesidad de dormir sigue siendo uno de los grandes misterios de la biología.
Una teoría líder plantea que el sueño puede brindarle al cerebro la oportunidad de "reequilibrarse". En este modelo, las experiencias de vigilia se asocian con procesos poderosos de aprendizaje y desarrollo que, con el tiempo, resultan en la saturación de la capacidad de nuestros cerebrospara fortalecer las conexiones. Esto no solo evitaría un mayor aprendizaje, sino que este aumento ilimitado en la conectividad desestabilizaría el cerebro, lo que llevaría a una "sobreexcitación" de las redes neuronales. Una teoría principal sugiere que la función central del sueño es la "homeostasis neuronal", los procesosmediante el cual las neuronas auto-ajustan su excitabilidad para restaurar la actividad equilibrada en los circuitos cerebrales.
Una nueva investigación realizada en el laboratorio de la neurobióloga Brandeis Gina Turrigiano sugiere que esta teoría no es cierta. En un artículo publicado en la edición del 24 de marzo de la revista Celda , el laboratorio de Turrigiano demostró que cuando la actividad de las neuronas se suprime en las ratas, el reequilibrio homeostático no ocurre durante el sueño; en cambio, sucedió exclusivamente cuando los animales estaban despiertos y activos.
Esta investigación plantea tantas preguntas como respuestas. Por ejemplo, ¿por qué se inhibe la homeostasis durante el sueño? Turrigiano sugiere que la plasticidad homeostática puede interferir con un proceso dependiente del sueño que fortalece los recuerdos. El uso de estados conductuales como el sueño y la vigilia para segregar temporalmentedistintas formas de plasticidad pueden aliviar este problema de interferencia.
Gina Turrigiano es la Cátedra Joseph J. Levitan en Ciencias Visuales en Brandeis, y fue elegida para la Academia Nacional de Ciencias en 2013. En 2000, a la edad de 37 años, ganó una beca MacArthur Fellowship o premio 'genio'.Su innovador trabajo se ha centrado en los procesos celulares que permiten que los circuitos neuronales en el cerebro cambien y se adapten.o desarrollo.
Esta última investigación en Celda , dirigido por el becario posdoctoral Keith Hengen, abrió nuevos caminos al explorar la homeostasis neuronal en el contexto de ratas que se comportan libremente la mayoría de las investigaciones en el pasado se han basado en cultivos celulares o animales anestesiados. En este trabajo, ratas con oclusión de la visiónSe observaron de un ojo durante nueve días durante los períodos de sueño y vigilia. Los electrodos insertados en la corteza visual de los animales registraron los disparos de muchas neuronas individuales; estas neuronas fueron seguidas durante nueve días, produciendo un total de seis terabytes de datos. Algoritmos desarrolladosen el laboratorio de Turrigiano con la ayuda del profesor asistente de Brandeis Steven Van Hooser, permitió el análisis de estos conjuntos de datos enormes y complejos.
Turrigiano espera que estos métodos computacionales abran nuevas vías de investigación para su laboratorio, permitiendo una observación mucho más larga del cerebro de las ratas y con mayor precisión.
Algunas de las preguntas clave que surgen del estudio incluyen :
• ¿De qué se trata el sueño que impide la homeostasis?
• ¿Cómo es posible que el cerebro entre y salga rápidamente de los períodos de homeostasis dependiendo del estado de sueño?
• ¿De qué se trata de estar despierto que incita y necesita la activación de la regulación homeostática?
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Brandeis . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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