Una nueva investigación en ratas muestra que las excitaciones corticales y los despertares breves durante el sueño exhiben una dinámica de no equilibrio y una organización compleja en las escalas de tiempo necesarias para las transiciones espontáneas de la etapa del sueño y para mantener un sueño saludable. Prof. Plamen Ch. Ivanov de la Universidad de Boston y colegaspresentar estos hallazgos en PLOS Biología Computacional .
El sueño se considera tradicionalmente como un proceso homeostático que resiste la desviación del equilibrio. En ese sentido, los episodios breves de vigilia se consideran perturbaciones que conducen a la fragmentación del sueño y los trastornos relacionados del sueño. Al mismo tiempo que se abordan aspectos de la regulación del sueño relacionados con el sueño consolidado yIvanov y sus colegas plantearon la hipótesis de que, si bien el sueño es realmente homeostático en escalas de horas, el paradigma homeostático no tiene en cuenta las docenas de transiciones abruptas de la etapa del sueño y microestados dentro de las etapas del sueño durante toda la noche.y días, la dinámica y la falta de equilibrio subyacen a la microarquitectura del sueño en escalas de tiempo más cortas.
Para probar esta hipótesis, los investigadores recolectaron registros de electroencefalograma EEG de la actividad cerebral durante varios días en ratas normales y en ratas con lesiones en la zona parafacial, una región del cerebro que ayuda a regular el sueño. Analizaron la dinámica explosiva de la actividad cerebralpatrones conocidos como ondas theta y ondas delta, que se observan tanto en ratas dormidas como en humanos.
Sus hallazgos empíricos y modelos indican que las excitaciones del sueño son una manifestación de un mecanismo regulador de sueño intrínseco sin equilibrio relacionado con la autoorganización de los conjuntos neuronales. Este mecanismo actúa a escalas de segundos y minutos y se mantiene en el camino a través de ráfagas continuasen ritmos de ondas cerebrales.
El estudio también sugiere que mantener un estado crítico de no equilibrio es esencial para la flexibilidad del sistema de regulación del sueño para activar espontáneamente múltiples transiciones entre diferentes etapas del sueño y entre el sueño y la vigilia breve durante todo el período de sueño. Tal estado crítico también es necesario paraLa compleja microarquitectura del sueño, cada vez más reconocida como característica del sueño saludable. El comportamiento crítico observado en el sueño establece paralelismos con otros sistemas de no equilibrio en la criticidad, como los terremotos.
"Paradójicamente, encontramos que el estado de" descanso "del sueño saludable se mantiene a través de explosiones en la actividad del ritmo cortical que obedecen a una organización temporal, estadística y leyes matemáticas similares a los terremotos", dice Ivanov. "Nuestros hallazgos sirven como bloques de construcción paracomprender mejor el sueño y podría ayudar a mejorar la detección y el tratamiento de los trastornos del sueño ".
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Materiales proporcionados por PLOS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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