El sueño conductual es omnipresente entre los animales, desde los insectos hasta el hombre. En los humanos, el sueño también se caracteriza por la actividad cerebral: los períodos de actividad de onda lenta van seguidos de fases cortas del sueño de movimiento rápido de los ojos sueño REM.Hasta ahora, las características eléctricas del sueño cerebral, cuyas funciones no se comprenden bien, se han descrito solo en mamíferos y aves, pero no en reptiles, anfibios o peces. Sin embargo, las aves son reptiles, son los descendientes emplumados de los dinosaurios ahora extintos.¿Cómo evolucionó entonces el sueño cerebral? Gilles Laurent y miembros de su laboratorio en el Instituto Max Planck para la Investigación del Cerebro en Frankfurt, Alemania, describen por primera vez el sueño REM y de onda lenta en un reptil, el dragón australiano Pogona vitticeps . Esto sugiere que el sueño cerebral se remonta al menos a la evolución de los amniotas, es decir, al comienzo de la colonización de la masa terrestre por animales vertebrados.
Las aves, los reptiles y los mamíferos son todos amniotas, un grupo de vertebrados tetrápodos, cuyos huevos podrían sobrevivir fuera del agua, permitiendo así la colonización de la tierra. Los amniotes aparecieron hace ~ 320 millones de años, y rápidamente se bifurcaron en un grupo que condujo a los mamíferos incluyendonosotros los humanos, y otro que condujo a los reptiles y las aves.Los dragones barbudos son un tipo de lagarto que se ramificó del tronco reptiliano común hace unos 250 millones de años, mucho antes que la rama que llevaría a los dinosaurios y las aves.Un fenómeno observado en un lagarto, un pájaro y un mamífero probablemente habría existido en su ancestro común.
Gilles Laurent y su grupo estudian el cerebro reptiliano debido a su diseño ancestral más simple, para comprender la función cortical, la dinámica y la computación. En medio de uno de estos estudios, observaron que la actividad cerebral registrada de lagartos en reposo durante la noche oscilabaregularmente entre dos estados. El presente trabajo deriva de esta observación inicial. Preguntaron: ¿estamos viendo REM y sueño de onda lenta?
La respuesta a esta pregunta requiere clasificar los patrones de actividad neuronal registrados desde el cerebro, en función de una serie de características estadísticas, dinámicas y anatómicas y correlacionarlos con comportamientos observables, como la presencia o ausencia de movimientos oculares rápidos.
En su informe, Laurent y sus colegas describen la existencia de sueño REM y de ondas lentas en el dragón australiano, con muchas características comunes con el sueño de los mamíferos: una fase caracterizada por una actividad cerebral promedio de baja frecuencia / alta amplitud y neuronal raras e irritantesdisparando sueño de onda lenta; otro caracterizado por actividad cerebral despierta y movimientos oculares rápidos. Otra característica común con el sueño de los mamíferos fue la actividad coordinada de la corteza con otra área durante el sueño de onda lenta: en los dragones, esta otra área es así-llamada cresta ventricular dorsal. En los mamíferos es el hipocampo.
También informan diferencias interesantes: por ejemplo, el ritmo de sueño de la lagartija es extremadamente regular y rápido: el ciclo de sueño de la lagartija es de aproximadamente 80 segundos de duración a 27oC, frente a 30 minutos en gatos o 60-90 minutos en humanos. Además, mientras está enlos lagartos de onda lenta y el sueño REM tienen duraciones más o menos iguales durante cada ciclo, el REM es mucho más corto que el sueño de onda lenta en los mamíferos, y tanto corto como irregular en las aves. En general, el sueño de lagarto parece mucho más simple y, por lo tanto, puede estar más cerca deEl modo ancestral del sueño cerebral.
¿Cómo se sabe que tal evidencia apunta a un origen común, en lugar de una evolución separada pero convergente del sueño en reptiles, aves y mamíferos? "Positiva evolución convergente dos o tres veces en la evolución amniota de un fenómeno complejo como el sueñola dinámica del cerebro es mucho menos plausible que imaginar un origen común. Dada la ramificación temprana de los reptiles, la evidencia adicional de varias ramas de reptiles como tortugas, lagartos o cocodrilos solo aumentará la probabilidad de que estemos viendo un origen común. La evidencia, hasta el momento, apunta a un origen de REM y el sueño de onda lenta, al menos tan atrás como el ancestro común de reptiles, aves y mamíferos, que vivió hace unos 320 millones de años ", explica Laurent. En ese momento ellos continentes de la tierra formaron una sola masa de tierra.
Los científicos continuarán explorando la actividad cerebral durante el sueño y los estados de vigilia, como un medio para comprender las características comunes y esenciales de la función cerebral de los vertebrados.
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Materiales proporcionado por Max-Planck-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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