La ciencia del sueño: Etapas y ciclos

Ritmos circadianos, etapas del sueño y arquitectura del sueño

Los ritmos diarios naturales de tu cuerpo están regulados por estructuras en tu cerebro que ayudan a determinar cuándo te duermes y cuándo te despiertas. La gente progresa a través de una serie de etapas fisiológicas distintas durante el sueño. Cada etapa del sueño tiene un propósito importante para mantener tu cerebro y  cuerpo sano. Durante la noche, estas etapas de sueño tranquilo se alternan con períodos de sueño REM (soñar). El sueño tranquilo es importante porque ayuda a restaurar tu cuerpo, mientras que el sueño REM restaura la mente y es importante tanto para el aprendizaje como para la memoria.

Tu reloj interno (ritmos circadianos)

Ciertas estructuras y sustancias químicas del cerebro producen los estados de sueño y de vigilia. Por ejemplo, un mecanismo parecido a un marcapasos en el cerebro regula los ritmos circadianos. («Circadiano» significa «aproximadamente un día».) Este reloj interno, que se establece gradualmente durante los primeros meses de vida, controla los altibajos diarios de los patrones biológicos, incluyendo la temperatura corporal, la presión sanguínea y la liberación de hormonas.

Los ritmos circadianos hacen que el deseo de dormir sea más fuerte entre la medianoche y el amanecer, y en menor medida a media tarde. En un estudio, los investigadores instruyeron a un grupo de personas las cuales debían estar despiertos durante 24 horas. No es sorprendente que muchos durmieron siestas a pesar de los esfuerzos por no hacerlo. Cuando los investigadores trazaron las horas en las que se produjeron siestas no planificadas, encontraron picos entre las 2 a.m. y las 4 a.m. y entre las 2 p.m. y las 3 p.m.

La mayoría de las personas duermen durante la noche según los ritmos circadianos. Aunque muchos de los que trabajan entre semana duermen la siesta por la tarde los fines de semana. En las sociedades en las que la siesta es la norma, las personas pueden responder a las disminuciones de energías del cuerpo con una siesta de una o dos horas por la tarde durante la jornada laboral y un sueño correspondientemente más corto por la noche.

  • Luz. La exposición a la luz en el momento adecuado ayuda a mantener el reloj circadiano en el horario correcto. Sin embargo, la exposición en el momento equivocado puede cambiar el sueño y la vigilia a momentos no deseados. Las alteraciones del ritmo circadiano y los problemas de sueño que afectan hasta el 90% de las personas ciegas demuestran la importancia de la luz en los patrones de sueño y vigilia.
  • El tiempo. A medida que ves la hora, sigues los horarios de trabajo, y exiges que el cuerpo permanezca alerta para ciertas tareas y eventos sociales, existirá una presión cognitiva para mantenerte en el horario.
  • Melatonina. Los niveles de melatonina comienzan a subir después de la noche y disminuyen después del amanecer. La hormona induce la somnolencia, y los científicos creen que los ciclos diarios sensibles a la luz ayudan a mantener el ciclo de sueño/vigilia en el camino.

Cayendo en el sueño tranquilo

Hasta cierto punto. La idea de «caer» en el sueño es paralela a los cambios en los patrones de las ondas cerebrales al comienzo del sueño no REM. Cuando estás despierto, miles de millones de células cerebrales reciben y analizan información sensorial y coordinan el comportamiento enviando impulsos eléctricos entre sí. Si estás completamente despierto, un EEG registra un garabato irregular de actividad. Una vez que los ojos se cierran y el cerebro ya no recibe información visual, las ondas cerebrales se asientan en un patrón constante y rítmico de unos 10 ciclos por segundo. Este es el patrón de ondas alfa, característico de una vigilia tranquila y relajada.

Según las investigaciones la transición hacia el sueño tranquilo es rápida. Puede compararse con el accionamiento de un interruptor, es decir, se está despierto (encendido) o dormido (apagado).

A menos que algo perturbe el proceso, este procede sin problemas a través de las tres etapas del sueño tranquilo.

Las tres etapas del sueño tranquilo (no REM)

Etapa N1

Al hacer la transición de la vigilia al sueño ligero, pasas unos cinco minutos en la etapa N1 de sueño. En el EEG, las ondas cerebrales predominantes disminuyen de cuatro a siete ciclos por segundo, un patrón llamado ondas theta. La temperatura corporal comienza a descender, los músculos se relajan y los ojos suelen moverse lentamente de un lado a otro. Las personas en la etapa N1 del sueño pierden la conciencia de su entorno, pero se despiertan fácilmente.

Sin embargo, no todo el mundo experimenta el sueño de la etapa N1 de la misma manera: una persona puede recordar haber estado somnolienta, mientras que otra puede describir que ha estado dormida.

Etapa N2

Esta primera etapa del verdadero sueño dura de 10 a 25 minutos. Los ojos están quietos, y el ritmo cardíaco y respiración son más lentos que cuando estás despierto. La actividad eléctrica de tu cerebro es irregular. Las ondas grandes y lentas se entremezclan con breves ráfagas de actividad llamadas husos de sueño. Cuando las ondas cerebrales se aceleran durante aproximadamente medio segundo o más. Los científicos creen que cuando se producen los husos. El cerebro se desconecta de la entrada sensorial externa y comienza el proceso de consolidación de la memoria (que implica la organización de los recuerdos para su almacenamiento a largo plazo).

Los trazados del EEG también muestran un patrón llamado complejo K, que los científicos creen que representa una especie de sistema de vigilancia incorporado que te mantiene preparado para despertar si es necesario. Los complejos K también pueden ser provocados por ciertos sonidos u otros estímulos externos o internos. Susurra el nombre de alguien durante la etapa N2 del sueño, y un complejo K aparecerá en el EEG. Pasas alrededor de la mitad de la noche en la etapa N2 de sueño.

Etapa N3 (sueño profundo, o sueño de ondas lentas)

Eventualmente, grandes y lentas ondas cerebrales llamadas ondas delta se convierten en una característica principal del EEG, y se entra en un sueño profundo. La respiración se vuelve más regular. La presión sanguínea cae, y el pulso se reduce a un 20% o 30% por debajo de la tasa de despertar. El cerebro responde menos a los estímulos externos, lo que dificulta el despertar del durmiente.

El sueño profundo parece ser un momento para que el cuerpo se renueve y se repare a sí mismo.

El flujo sanguíneo se dirige menos hacia el cerebro, que se enfría de forma apreciable. Al principio de esta etapa, la glándula pituitaria libera un pulso de hormona de crecimiento que estimula el crecimiento de los tejidos y la reparación de los músculos. Los investigadores también han detectado un aumento en los niveles sanguíneos de sustancias que activan el sistema inmunológico, lo que aumenta la posibilidad de que el sueño profundo ayude al cuerpo a defenderse contra las infecciones.

Normalmente, los jóvenes pasan alrededor del 20% de su tiempo de sueño en tramos de sueño profundo que duran hasta media hora, pero el sueño profundo está casi ausente en la mayoría de las personas mayores de 65 años. Cuando te duermes después de un período de privación de sueño, pasas rápidamente de las etapas de sueño ligero a las etapas más profundas y pasas una mayor proporción de tiempo de sueño en ellas. Esto sugiere que el sueño profundo juega un papel importante en la restauración de la alerta y cumple una función esencial en tu funcionamiento óptimo.

Sueño (REM)

El sueño se produce durante el sueño REM (movimiento ocular rápido), que ha sido descrito como un «cerebro activo en un cuerpo paralizado». El cerebro se acelera, pensando y soñando, mientras los ojos se mueven rápidamente de un lado a otro detrás de los párpados cerrados. La temperatura de tu cuerpo se eleva. Tu presión sanguínea aumenta, y tu ritmo cardíaco y la respiración se aceleran hasta los niveles del día. El sistema nervioso simpático, que crea la respuesta de lucha o huida, es dos veces más activo que cuando estás despierto. A pesar de toda esta actividad, tu cuerpo apenas se mueve, excepto por los tics intermitentes; los músculos que no se necesitan para la respiración o el movimiento de los ojos están tranquilos.

El papel del sueño REM

Así como el sueño profundo restaura tu cuerpo. Los científicos creen que el sueño REM o el sueño de ensueño restaura tu mente, quizás en parte ayudando a aclarar información irrelevante.

Los estudios sobre la capacidad de los estudiantes para resolver un complejo rompecabezas con formas abstractas sugieren que el cerebro procesa la información de la noche a la mañana; a los estudiantes que durmieron bien después de ver el rompecabezas les fue mucho mejor que a los que se les pidió que lo resolvieran de inmediato.

Estudios anteriores encontraron que el sueño REM facilita el aprendizaje y la memoria. Las personas evaluadas para medir lo bien que habían aprendido una nueva tarea mejoraron sus puntuaciones después de una noche de sueño. Si se les sometía a despertares periódicos que les impedían tener un sueño REM, las mejoras se perdían. Por el contrario, si se les despertaba un número igual de veces del sueño profundo, las mejoras en las puntuaciones no se veían afectadas. Estos hallazgos pueden ayudar a explicar por qué los estudiantes que se quedan despiertos toda la noche estudiando para un examen generalmente retienen menos información que sus compañeros de clase que duermen un poco.

Aproximadamente de 3 a 5 veces por noche, o cada 90 minutos, se entra en el sueño REM

El primer episodio de este tipo suele durar sólo unos minutos, pero el tiempo REM aumenta progresivamente en el transcurso de la noche. El último período de sueño REM puede durar media hora.

Si se te priva del sueño REM y luego se te permite una noche posterior de sueño ininterrumpido, entrarás antes en esta etapa y pasarás una mayor proporción de tiempo de sueño en ella, un fenómeno llamado rebote REM.

Arquitectura del sueño

Durante la noche. Un durmiente normal está en movimiento entre las diferentes etapas del sueño en un patrón bastante predecible, alternando entre el sueño REM y el no REM. Cuando estas etapas se grafican en un diagrama, llamado hipnograma, los diferentes niveles se asemejan a un dibujo del horizonte de una ciudad. Los expertos en sueño llaman a este patrón arquitectura del sueño.

En un adulto joven, la arquitectura normal del sueño suele consistir en cuatro o cinco períodos alternados de sueño no REM y REM. La mayoría del sueño profundo ocurre en la primera mitad de la noche. A medida que avanza la noche, los períodos de sueño REM se alargan y se alternan con el sueño de la etapa N2. Más tarde en la vida, el horizonte del sueño cambiará, con menos sueño de etapa N3, más sueño de etapa N1, y más despertares.

El control de muchas de las características de la arquitectura del sueño reside en el tronco encefálico. El área que también controla la respiración, la presión sanguínea y los latidos del corazón. La actividad fluctuante de las células nerviosas y los mensajeros químicos que producen parecen coordinar el tiempo de la vigilia. La excitación y el cambio de 90 minutos que es producido entre el sueño REM y el sueño no REM.

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