El sueño de movimientos oculares rápidos (REM) provoca despertares breves pero periódicos. En 1966, Frederick Snyder informó que la función "centinela" de REM podría ayudar a los animales a preparar una respuesta de lucha o huida contra posibles ataques de depredadores. Sin embargo, hasta la fecha no ha habido evidencia experimental para esta hipótesis.
Ahora, un equipo de investigación dirigido por Wang Liping, de la Academia de Ciencias de China, ha informado de un circuito común que regula tanto el miedo innato como el sueño REM, lo que ha probado esta hipótesis.
En un estudio publicado este viernes en la revista Neuron, los autores ofrecen los detalles de un experimento en el que los animales durmieron en una cámara sellada y fueron expuestos al olor a trimetiltiazolina (TMT), un estímulo que indica la presencia de un depredador.
Despertar rápido ante la amenaza
“La TMT desencadenó un despertar rápido del sueño REM, pero no del sueño sin movimientos oculares rápidos”, explica Wang. “Esto sugiere que el sueño REM tiene propiedades específicas que permiten un despertar rápido en respuesta a estímulos depredadores”.
Dado que el sueño REM generalmente se caracteriza por umbrales de activación más altos que el sueño sin movimientos oculares rápidos (NREM), el equipo de investigación se propuso descubrir los mecanismos neuronales que subyacen a esta función específica de REM. Los autores examinaron el núcleo subtalámico medial (mSTN), una región del cerebro que contiene una alta densidad de neuronas de la hormona liberadora de corticotropina (CRH).
Al combinar el registro de la actividad neuronal in vivo y las manipulaciones específicas del tipo de célula, descubrieron que las neuronas mSTN-CRH producían un umbral de excitación más bajo durante el sueño REM para detectar amenazas de depredadores, así como un aumento de las respuestas defensivas después del despertar.
Circuitos compartidos
Los resultados también mostraron que la exposición sostenida a los depredadores indujo un aumento significativo en el tiempo total de sueño REM pero duraciones más cortas de los episodios individuales de sueño REM y la fragmentación de la arquitectura del sueño. Las neuronas mSTN-CRH son necesarias para esta adaptación del sueño REM a la exposición crónica a amenazas.
La evolución conduce a dos funciones distintas pero relacionadas para el mismo conjunto de neuronas
Este es un ejemplo de cómo la evolución conduce a dos funciones distintas pero relacionadas para el mismo conjunto de neuronas en lugar de dos redes neuronales completamente separadas. "Podemos plantear la hipótesis de que la selección natural favorece la optimización de los circuitos neuronales existentes para la eficiencia en la transducción de señales y el uso de energía sobre soluciones metabólicamente más costosas", dijo el Dr. WANG.
Una conexión del REM con el estrés
En estudios clínicos se ha observado la coexistencia de aumento del sueño REM y trastornos del estado de ánimo relacionados con el estrés. Los nuevos hallazgos de este estudio ofrecen una posible explicación evolutiva de este fenómeno y aclaran el mecanismo neurobiológico subyacente.
"Nuestro estudio plantea la cuestión de si es posible tratar los trastornos del estado de ánimo centrándonos en el circuito regulador común del sueño y el miedo”, asegura Yu-Ting Tseng, coautor del estudio. “Continuaremos trabajando en esta cuestión”.
Referencia: The subthalamic corticotropin-releasing hormone neurons mediate adaptive REM sleep responses to threat (Neuron) DOI 10.1016/j.neuron.2021.12.033
