Todos lo hacemos; todos lo necesitamos - humanos y animales por igual. El sueño es un comportamiento esencial compartido por casi todos los animales y la interrupción de este proceso está asociada con una serie de déficits fisiológicos y de comportamiento. Aunque hay muchos factorescontribuyendo a la pérdida de sueño, se sabe muy poco sobre la base neuronal de las interacciones entre el sueño y el procesamiento sensorial.
Los neurocientíficos de la Florida Atlantic University han estado estudiando los peces de las cavernas mexicanos para dar una idea de los mecanismos evolutivos que regulan la pérdida del sueño y la relación entre el procesamiento sensorial y el sueño. Están investigando cómo evoluciona el sueño y utilizando esta especie como modelo para comprender cómo los cerebros humanos podríanevolucionar para requerir muy poco sueño, al igual que el pez cueva.
En su último estudio, recién publicado en el Revista de biología experimental , los resultados sugieren que la incapacidad para bloquear su entorno es una de las formas de perder el sueño. El estudio también proporciona un modelo para comprender cómo los sistemas sensoriales del cerebro modulan el sueño y arrojan luz sobre la evolución de las diferencias significativas en la duración del sueñoobservado en todo el reino animal.
"Los animales tienen diferencias dramáticas en el sueño, algunos duermen hasta 20 horas y otros tan solo dos horas y nadie sabe por qué existen estas diferencias dramáticas en el sueño", dijo Alex C. Keene, Ph.D., autor correspondientedel estudio y un profesor asociado en el Departamento de Ciencias Biológicas en la Facultad de Ciencias Charles E. Schmidt de la FAU. "Nuestro estudio sugiere que las diferencias en los sistemas sensoriales pueden contribuir a esta variabilidad del sueño. Es posible que la evolución impulse cambios sensoriales y cambios enel sueño es una consecuencia secundaria, o que la evolución selecciona cambios en el procesamiento sensorial para cambiar el sueño ".
Debido a que el entorno de la cueva difiere dramáticamente de los ríos habitados por peces de superficie, los peces de las cavernas han desarrollado diferencias sólidas en el comportamiento de alimentación y alimentación, lo que aumenta la posibilidad de que las diferencias en la disponibilidad de nutrientes contribuyan a la evolución de la pérdida de sueño en las poblaciones de cuevas.las poblaciones han desarrollado reducciones sustanciales en la duración del sueño y sistemas sensoriales mejorados, lo que sugiere que la pérdida de sueño es evolutiva y funcionalmente asociada con cambios sensoriales y metabólicos.
Los hallazgos clave del estudio han demostrado que la evolución de las capacidades sensoriales mejoradas contribuyen a la pérdida de sueño en los peces de las cavernas y que el sueño en los peces de las cavernas es plástico y puede estar regulado por los cambios estacionales en la disponibilidad de alimentos
Hay más de 29 poblaciones diferentes de peces de las cavernas y muchas de ellas evolucionaron de forma independiente. Esto permitió a los investigadores determinar si la evolución se produce a través del mismo mecanismo o de diferentes. El pez de las cuevas de Pachon, la población que estudiaron, parece haber perdido el sueño debido aaumento de la información sensorial, pero no de las otras poblaciones.
"Nos sorprendió descubrir que existen múltiples mecanismos independientes que regulan la pérdida de sueño en diferentes poblaciones de cuevas y esto puede ser una fortaleza significativa para avanzar", dijo James Jaggard, primer autor y estudiante graduado de la FAU que trabaja con Keene ".significa que hay muchas maneras diferentes de perder el sueño o desarrollar un cerebro que duerme menos y vamos a buscar identificar estos mecanismos ".
Keene, Jaggard y sus colegas usan peces de las cavernas mexicanos porque son un sistema poderoso para examinar la evolución de los rasgos. En estudios de investigación anteriores, observaron la convergencia evolutiva sobre la pérdida de sueño en estos peces. Sin embargo, los mecanismos neuronales subyacentes a este cambio dramático de comportamiento permanecieronDebido a que ya sabían que el pez cueva también había desarrollado una línea lateral altamente sensible los grupos de neuronas sensoriales que recubren el cuerpo del pez, se preguntaron si un aumento en el aporte sensorial de estas neuronas contribuye a la pérdida del sueño.
Para el estudio, los investigadores registraron el pez cueva bajo la luz infrarroja instalada en tanques individuales. Automatizaron el software de seguimiento de video que les indicó cuándo los peces estaban inactivos y definieron el sueño como un minuto de inmovilidad porque se correlacionaba con los cambios en la excitaciónlímite.
"Los humanos bloquean las señales sensoriales cuando entramos en un estado de sueño", dijo Keene. "Por ejemplo, cerramos los ojos y existen mecanismos en el cerebro para reducir la entrada auditiva. Esta es una de las razones por las cuales un sensores menos probable que los estímulos como que alguien entre a una habitación atraiga su atención si está dormido. Pensamos que los peces de las cavernas han perdido en cierta medida esta capacidad y esto conduce a la pérdida de sueño ".
Los investigadores generaron recientemente líneas de peces transgénicos y podrán obtener imágenes de la actividad cerebral y mapear genéticamente las diferencias anatómicas entre las poblaciones mexicanas de peces de las cavernas.
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Materiales proporcionado por Florida Atlantic University . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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