Un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, han identificado un circuito neuronal que controla el estado de vigilia. Los resultados de este estudio pudieran tener implicaciones para el tratamiento de trastornos de insomnio, narcolepsia y alteraciones del sueño que acompañan a otros trastornos neuropsiquiátricos, como la depresión.
Ante los llamados estímulos sobresalientes, ¿Cómo se puede ignorar el impulso natural de dormir? Es la interrogante que impulsó al grupo de científicos a examinar una región del cerebro, llamada el núcleo dorsal del rafe, donde hay un conjunto de neuronas de dopamina insuficientemente estudiadas, llamadas neuronas dorsales del núcleo de rafe (DRNDA)
La Dra. Viviana Gradinaru, coautora de estudio, profesora asistente de Biología e Ingeniería Biológica y directora del Centro Molecular y Celular para la Neurociencia en Caltech, expresa: “Ha sido demostrado que las personas que tienen daños en esta parte de su cerebro, sienten somnolencia diurna excesiva, pero no había una buena comprensión de la función exacta de estas neuronas en el ciclo de sueño-vigilia y si reaccionan a estímulos internos o externos.”
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El equipo estudió las neuronas DRNDA en ratones, que son un organismo modelo para el estudio del cerebro humano. En primer lugar, el equipo midió la actividad de las DRNDA mientras que los animales respondían a estímulos sobresalientes, tales como la presencia de una potencial pareja, alimentos o desagradables sensaciones repentinas.
Durante estos eventos, las neuronas DRNDA mostraron mucha actividad, lo que llevó a los investigadores a teorizar que las neuronas envían señales de prominencia y excitación, que luego pueden modular el estado de sueño o vigilia.
Los investigadores utilizaron una técnica llamada optogenética para estimular las células DRNDA. Después de la estimulación de estas neuronas mientras el animal dormía normalmente, el equipo encontró que el ratón se despertó de su sueño y se mantuvo despierto. En contraste, el ratón permanecía dormido cuando la actividad de las DRNDA era químicamente silenciada, incluso ante la presencia de estímulos relevantes, tales como el olor de un depredador o la presencia de una pareja. Estas observaciones sugieren que la actividad de las DRNDA, verdaderamente rigen el comportamiento de sueño-vigilia.
Estos experimentos nos mostraron que las células DRNDA son necesarias para la plena vigilia ante estímulos relevantes en ratones.
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Expresa la Dra. Gradinaru: “De manera análoga, en los seres humanos se encuentran neuronas DRNDA, y aunque no se han estudiado en profundidad, su degeneración se ha correlacionado con la somnolencia diurna excesiva en pacientes con trastornos neurodegenerativos”.
Es necesario realizar más investigaciones para establecer la causalidad en los seres humanos y para probar el potencial de las neuronas DRNDA como una alternativa terapéutica para el tratamiento del insomnio, narcolepsia, parasomnias y para trastornos del sueño que acompañan a otras alteraciones psiquiátricas tales como depresión, trastorno bipolar y esquizofrenia.