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Sueño, memoria y consciencia

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Sección I

Fisiología y anestesia

© ELSEVIER. Fotocopiar sin autorización es un delito

demostrando que las lesiones en el área pretrigeminal de la porción

protuberancial media del gato no afectaban a la naturaleza cíclica del

control del estado de activación, aunque confirmaron que una lesión

sólo unos milímetros más cefálica a través de la protuberancia rostral

al nivel del tubérculo cuadrigémino inferior producía un síndrome

comatoso como el que había inducido Bremer

( fig. 1-2 )

.

Nathaniel Kleitman (1895-1999) fue otro de los primeros

defensores de la teoría pasiva de la génesis del sueño. Entre sus

descubrimientos importantes está el reconocimiento de la fase para-

dójica del sueño, llamada sueño de movimientos oculares rápidos

(REM). Este estado difería claramente del sueño de ondas lentas o

no-REM (NREM), como se señalará más adelante. Sin embargo, a

partir de todas sus cuidadosas observaciones de las fases del sueño,

Kleitman señaló que era la génesis de la vigilia la que requería una

explicación. Antes de abandonar a Bremer y al concepto pasivo del

sueño debemos volver a sus estudios de preparación del gato con

cerveau isolé

(cerebro aislado), en los que una lesión del mesencéfalo

priva al prosencéfalo de todas las aferencias sensitivas (excepto los

estímulos olfatorios y visuales, que son transportados por los pares

craneales I y II). Los descubrimientos de Bremer tienen una aplica-

ción directa a la acción de los anestésicos. De hecho, la descripción

original de Bremer del gato con cerebro aislado asimilaba el estado

resultante, de modo que era muy similar, cuando no idéntico, a la

anestesia con barbituratos, así como al sueño natura

l 7

, concepto al

que volveremos más adelante en este capítulo.

Una teoría alternativa que explica el sueño se refiere a su génesis

activa. De acuerdo con la hipótesis activa del sueño, éste se genera

cuando sistemas neuronales específicos aumentan su frecuencia de

descarga y, de esta forma, inhiben las eferencias de otras estructuras

neuronales necesarias para la vigilia.Se dispone de un cúmulo de datos

sobre la génesis activa del sueño.Durante la primera guerramundial un

brote de encefalitis vírica alcanzó proporciones pandémicas. Aunque

muchos supervivientes tenían síntomas de somnolencia profunda y

prolongada (hipersomnolencia), un pequeño grupo de supervivientes

tenía insomnio profundo y prolongado.De acuerdo con observaciones

neuropatológicas autópsicas y correlaciones con la situación crónica

previa a la muerte, Baron Constantine von Economo (1876-1931)

observó astutamente que los insomnes habían sufrido una lesión en el

hipotálamo anterior alrededor del área preóptica, además de lesiones

en el prosencéfalo basal. Los que tenían hipersomnolencia había

sufrido una lesión en el hipotálamo posterior. Von Economo predijo

correctamente la existencia de una región promotora del sueño en el

encéfalo, en el hipotálamo anterior cerca del quiasma óptico, además

de una región promotora de la vigilia en el hipotálamo posterio

r 8

. Sus

predicciones, realizadas hace más de tres cuartos de siglo, han sopor-

tado la prueba del tiempo. Se ha confirmado con datos la presencia de

un centro hipnógeno en el área preóptica del hipotálamo en ratas y

gatos, en la medida en que también se produjo insomnio después de

las lesiones en el área preóptic

a 9,10 ,

así como después de la inyección

bilateral de muscimol, un agonista del ácido

g

-aminobutírico (GABA),

en el área preóptic

a 11

. Finalmente, el descubrimiento de una población

de neuronas GABAérgicas inhibidoras, cuya actividad presenta patro-

nes de descarga dependientes del estad

o 12 ,

con mayores frecuencias de

descarga durante el sueñ

o 13 ,

y cuyas proyecciones eferentes inhiben a

los centros promotores de la vigilia (revisado por Saper y cols

. 14 )

,

cumple todos los criterios de la generación activa del sueño.

Aunque sigue habiendo controversia sobre los mecanismos

activos y pasivos de la génesis del sueño, estos modelos no tienen por

qué ser mutuamente excluyentes. Como analizamos más adelante, los

sustratos neurales hipnógenos que favorecen el sueño antagonizan a

las regiones promotoras de la vigilia del encéfalo. Si no hay neuropa-

tología, la comunicación sincronizada entre las poblaciones neurales

activas durante el sueño y la vigilia garantiza transiciones suaves y

en el momento adecuado entre los diversos estados de activació

n 15 .

Patrones fisiológicos de vigilia y sueño

Los estados de sueño y vigilia se pueden caracterizar fisiológicamente

registrando el EEG y el electromiograma (EMG). La vigilia se iden-

tifica por un ritmo de frecuencia rápida y amplitud baja en el EEG

que está «desincronizado», junto a la presencia de actividad motora

máxima en el EMG

( fig. 1-3

). En general, se puede subdividir el sueño

en dos patrones distintos, sueño REMy sueño NREM, al que también

se conoce como sueño de ondas lentas. Durante el sueño NREM, el

EEG muestra frecuencias lentas y de gran amplitud en el intervalo

d

de 0,5 a 4Hz que dominan el espectro de potencia. El tono motor es

menor durante el sueño NREM que durante la vigilia

( fig. 1-3 )

. Los

patrones del sueño NREM contrastan claramente con los de la vigilia,

en la que el EEG está desincronizado y muestra frecuencias rápidas

de baja amplitud. Durante el sueño REM, el EEG también está desin-

cronizado y es prácticamente indistinguible del de la vigilia. Sin

embargo, en contraposición con la vigilia, la actividad del EMG

durante el sueño REM es mínima o está ausente. La presencia de

actividad

u

(4 a 8Hz) también es un dato característico del sueño

REM, al igual que el movimiento ocular, que se pueda registrar

mediante electrooculografía (EOG) (v. una revisión en Harri

s 16 )

.

Vigilia

La protección de los sistemas neurales responsables de generar la

vigilia es tan fundamental para la supervivencia que la evolución ha

distribuido su expresión en sistemas múltiples y parcialmente redun-

Figura 1-2

 Cortes horizontales esquemáticos a través del tronco encefálico del

gato que muestran la producción de un estado comatoso similar al sueño

continuo del gato que es muy similar, cuando no idéntico, a los resultados de la

hipnosis inducida por barbituratos.

A,

Lesiones pretrigeminales en la porción

media de la protuberancia que producen ablación de las proyecciones

neuronales colinérgicas tegmental laterodorsal (TLD) y tegmental

pedunculoprotuberancial (TPP) hacia el tálamo y el prosencéfalo basal, y que

producen patrones continuos de frecuencia lenta y gran amplitud

característicos del sueño en el electroencefalograma (EEG) en los electrodos de

EEG frontales derecho (F.d.) e izquierdo (F.i.).

B,

Secciones varios milímetros más

caudal a través de la protuberancia rostral respetan las neuronas colinérgicas

del tronco encefálico y sus proyecciones, y permiten la conservación de la

activación, según se pone de manifiesto por los patrones de frecuencia rápida y

amplitud baja en el EEG que caracterizan a la vigilia normal.

(Modificada de

Batini C, Moruzzi G, Palestini M y cols.: Persistent patterns of wakefulness in the

pretrigeminal midpontine preparation.

Science

128:30-32, 1958.)