El estudio, desarrollado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), aclara por qué disminuye nuestra capacidad de alerta luego de una noche con sueño deficiente
Lo hemos experimentado todos: tras una noche de sueño deficiente, la sensación de alerta no es la esperada. La mente se vuelve dispersa y la concentración disminuye en momentos en los que debería ser máxima.
Una reciente investigación del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ha desvelado qué ocurre en el cerebro durante estos episodios breves de pérdida de atención. Los científicos constataron que en esos momentos, un flujo de líquido cefalorraquídeo se desplaza fuera del cerebro, un proceso habitual en el sueño que facilita la eliminación de residuos acumulados durante el día. Se considera que esta depuración es vital para mantener un cerebro sano y con un desempeño normal.
Cuando alguien padece falta de sueño, el organismo parece intentar suplir esta función limpiadora mediante la activación de pulsos de flujo de líquido cefalorraquídeo. Sin embargo, esto desencadena una reducción marcada en la capacidad de atención.
«Si no descansas correctamente, las ondas del líquido cefalorraquídeo empiezan a interferir en tu estado de vigilia, lo que normalmente no sucede. Este fenómeno resulta en una pérdida de atención, ya que esta disminuye justo en los episodios donde se produce este flujo de líquido», aclara Laura Lewis, titular de la cátedra Athinoula A. Martinos del MIT y autora principal del estudio, que fue publicado recientemente en Nature Neuroscience.
Depurar el cerebro
El sueño es un proceso biológico fundamental, aunque aún no se conoce con precisión por qué es tan imprescindible. Parece ser clave para conservar el nivel de alerta. Está suficientemente demostrado que la falta de sueño altera la atención y otras funciones cognitivas.
Mientras dormimos, el líquido cefalorraquídeo que rodea el cerebro contribuye a eliminar los residuos acumulados durante la vigilia. Un estudio previo de la propia profesora Lewis, publicado en 2019, mostró que este flujo sigue un patrón rítmico de entrada y salida del líquido en el cerebro durante el sueño, vinculado con cambios en las ondas cerebrales.
Este descubrimiento llevó a Lewis a investigar qué sucede con el flujo de líquido cefalorraquídeo cuando se sufre privación de sueño. Para ello, junto con su equipo, reclutaron a 26 voluntarios, quienes fueron evaluados dos veces: una tras una noche sin dormir en el laboratorio y otra después de haber descansado correctamente.
En la mañana siguiente, los científicos controlaron diferentes indicadores de la función cerebral y corporal mientras los participantes realizaban una tarea estándar para medir los efectos de la falta de sueño.
Durante la prueba, cada persona usó un gorro de electroencefalograma para registrar la actividad cerebral, permaneciendo dentro de un escáner de resonancia magnética funcional. El equipo empleó una variante modificada de esta técnica, capaz de medir no solo la oxigenación sanguínea cerebral, sino también el flujo del líquido cefalorraquídeo dentro y fuera del cerebro. Además, evaluaron la frecuencia cardíaca, la respiración y el tamaño pupilar de cada sujeto.
Los participantes completaron dos tareas de atención, una visual y otra auditiva, durante su permanencia en el escáner: en la tarea visual, debían observar una pantalla con una cruz fija. En intervalos aleatorios, la cruz cambiaba a un cuadrado y era necesario presionar un botón cada vez que se detectaba este cambio. En la prueba auditiva, se sustituía la señal visual por un pitido.
Como era previsible, quienes sufrieron privación de sueño mostraron un rendimiento significativamente inferior en comparación con los descansados. Sus tiempos de respuesta fueron más lentos; en ocasiones, los participantes ni siquiera detectaron el cambio.
Durante estos breves lapsos de atención, los investigadores observaron diversos cambios fisiológicos simultáneos. El más relevante fue el flujo de líquido cefalorraquídeo desplazándose fuera del cerebro justo en el momento en que ocurrían estas distracciones. Luego de cada episodio, el líquido regresaba al cerebro. «Los datos indican que cuando la atención decae, este fluido sale del cerebro, para luego reingresar cuando la concentración se recupera», expone la profesora Lewis.
Con base en estos resultados, los científicos plantean la hipótesis de que, ante la privación de sueño, el cerebro intenta compensar la falta de depuración propia del descanso, aunque esta activación de pulsos de flujo de líquido cefalorraquídeo afecte negativamente la atención.
“Una posible explicación es que, debido a la elevada demanda de sueño del cerebro, este intenta entrar en un estado similar al sueño con el fin de restaurar algunas funciones cognitivas”, añade Zinong Yang, investigador postdoctoral en el MIT y coautor del estudio. “El sistema de fluidos cerebrales trata de restablecer su función, provocando que el cerebro alterne entre fases de alta atención y periodos de mayor fluidez cognitiva”.
Un sistema integrado
Los investigadores identificaron además otros cambios fisiológicos vinculados con los momentos de distracción, tales como disminución de la frecuencia respiratoria y cardíaca, acompañada de constricción pupilar; estos signos comenzaron aproximadamente 12 segundos antes de que el líquido cefalorraquídeo saliera del cerebro, y las pupilas se volvieron a dilatar tras la distracción.
“Es interesante que este fenómeno no parezca limitarse solo al cerebro, sino que sea un mecanismo que involucra todo el organismo. Esto indica una coordinación estrecha entre diversos sistemas, de modo que cuando falla la atención, se puede percibir y experimentar a nivel psicológico. A la vez, refleja un evento generalizado en el cerebro y el cuerpo”, detalla Lewis.
«Estos hallazgos sugieren la existencia de un circuito unificado que regula tanto las funciones cerebrales consideradas de alto nivel»
Esta fuerte relación entre eventos distintos podría señalar la presencia de un circuito único que controla no solo la atención sino también funciones corporales como el flujo de fluidos, la frecuencia cardíaca y el estado de activación, según los autores.
“Los datos indican que hay un circuito integrado que supervisa tanto las funciones cerebrales superiores [como la atención, la capacidad para percibir y responder al entorno] como procesos fisiológicos esenciales, incluyendo la dinámica de fluidos en el cerebro, la circulación sanguínea cerebral y la vasoconstricción”, concluye Lewis.
En esta investigación, los científicos no profundizaron en qué circuito podría orquestar este cambio. No obstante, señalan que un posible candidato es el sistema noradrenérgico. Estudios recientes muestran que este sistema, que modula múltiples funciones cognitivas y corporales mediante el neurotransmisor noradrenalina, oscila durante el sueño normal.