Esa sensación de despertar “renovado” después de una noche de sueño reparador no es una metáfora según un nuevo trabajo de investigación de unos neurólogos en Finlandia.
Dos nuevos estudios llevados a cabo por un equipo de la Universidad de Oulu de ese país revelan una nueva técnica de imágenes de resonancia magnética acelerada, tan precisa como para seguir el movimiento de las moléculas de agua del líquido que hay en tu cerebro. El equipo encontró que – mientras los vasos sanguíneos se dilatan y la presión sanguínea del cuerpo disminuye durante el sueño – se acelera el ritmo de pulsos “vasomotores” que crean las paredes de los vasos sanguíneos del cerebro y otros pulsos generados por tu respiración y circulación sanguínea.
“Este cambio reflejaría una filtración más eficiente del agua en el tejido cerebral”, explicaron desde la universidad en un comunicado de prensa. Pero como este nuevo trabajo de investigación informa además que el lavado adicional del cerebro incluye un aumento en el flujo de iones de electrolitos como sodio y potasio, te permito pensar que es como si tu cerebro se enjuagara con agua salada para limpiarse. Es el clásico enjuague o aclarado. Y tu cerebro (metafóricamente) está haciendo gárgaras y buches.
El neuroradiólogo Vesa Kiviniemi, profesor de Oulu que encabezó este trabajo de investigación, dijo que espera que los nuevos métodos de imágenes ayuden a monitorear y tratar mejor los desórdenes neurodegenerativos y otras afecciones cognitivas que suelen aparecer a medida que la gente envejece.
“Los nuevos métodos de medición nos abren posibilidades para monitorear – y en el futuro, potencialmente tratar – los cambios relacionados con la edad en la dinámica del líquido cerebral”, dijo Kiviniemi en un comunicado.
Un plan “audaz”
Cuando el cuerpo humano está en vigilia, despierto, el flujo de sangre en el cerebro va dirigido hacia las neuronas activas, fenómeno que se conoce como “hiperemia funcional”.
Antes de estos nuevos estudios, los investigadores médicos que querían seguir el flujo de este líquido necesitaban recurrir a la inyección de agentes de contraste moderadamente invasivos en la resonancia magnética, incorporando el elemento poco magnetizado pero útil de tierras raras, gadolinio. Pero Kiviniemi y su grupo de neuroimágenes funcionales en Oulu desarrollaron algo que es más rápido y menos invasivo.
Desarrollaron un método que incorpora varias técnicas de medición en tiempo real: primero, utilizaron una secuencia ultrarrápida de resonancia magnética, llamada encefalografía, que rastrea los pulsos y las ondas de moléculas de agua dentro del cráneo. Además, llevaron a cabo al mismo tiempo un electroencefalograma de corriente directa (DC-EEG) que permite seguir las oscilaciones lentas y rítmicas del cerebro, mientras también utilizaban la espectroscopía funcional de infrarrojos cercanos para seguimiento del calor con el fin de seguir los cambios en la concentración de agua.
Su primer estudio, publicado en febrero último, puso a prueba la capacidad de su encefalografía de resonancia magnética para seguir los cambios de pulso y flujo de líquido en los cerebros de 22 voluntarios, en sueño y vigilia. El segundo estudio, publicado en marzo en Proceedings of the National Academy of Sciences, unió esos métodos de resonancia a un seguimiento de “oxigenación de sangre dependiente de nivel”, de los flujos de líquido craneal, junto al seguimiento infrarrojo y de DC-EEG en tiempo real en patrones de sueño y vigilia de 24 voluntarios.
Todo el proceso puede llevar unos cinco minutos, pero para cada voluntario se registraron unos 46 minutos de vigilia y casi una hora de sueño en varios estados.
El equipo de Kiviniemi descubrió que el flujo direccional fuerte hacia las neuronas en las horas de vigilia cambiaba cuando sus 24 voluntarios jóvenes y sanos dormían. “Durante el sueño estas interacciones cambiaban de manera que la direccionalidad de la red se perdía y las interacciones eran más bidireccionales”, dijeron en su segundo estudio. Ese aumento de bidireccionalidad era particularmente observable en partes del cerebro que tienen que ver con lo sensorial y las funciones cognitivas como la ínsula posterior, el tálamo y el cerebelo superior.
Otra clase de ondas cerebrales
Solemos pensar en las ondas cerebrales como pulsos eléctricos, pero una de las partes clave en la investigación de Kiviniemi son las ondas pulsadas del líquido, que es el líquido cerebroespinal en el que flota a salvo el cerebro.
Los pulsos de vasos sanguíneos del cerebro produjeron un pulso vasomotor en este líquido a una tasa de aproximadamente 1 onda cada 10 segundos (0.1 hertz). Pero parte de esas ondas lentas y calmas, según los investigadores, parece tener la ayuda de la liberación de iones de potasio y sodio liberados de su rol de señales diurnas dentro de las neuronas. Durante el sueño esas sales electrolitos parecen contribuir a las ondas de leve presión osmótica del líquido cerebroespinal en que flota el cerebro (es ese “enjuague” o aclarado, que ayuda a que el cerebro limpie los residuos durante el sueño).
Todo ese movimiento tiene efectos sutiles pero dramáticos en el cerebro que duerme, y los investigadores recién están empezando a entenderlo. “Durante el sueño las ondas vasomotoras en particular… comienzan a influir localmente no sólo al movimiento del líquido sino a la actividad eléctrica del cerebro también”, explicó Kviniemi.
El equipo espera seguir estudiando con voluntarios durante más tiempo, idealmente durante toda una noche de sueño en lugar de durante solo unos minutos con su escáner BOLD de resonancia magnética.
