Activar los astrocitos en el área basal del cerebro mantiene a los ratones despiertos sin ninguna señal de somnolencia.

26 de agosto de 2023 característica

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por Ingrid Fadelli, Medical Xpress

Se sabe que el sueño apoya el funcionamiento adecuado del cuerpo, incluido el cerebro, permitiéndole descansar, recuperarse y recargarse. Aunque innumerables neurocientíficos e investigadores médicos han estado tratando de comprender mejor este vital proceso biológico, gran parte de sus fundamentos neuronales todavía son desconocidos.

Investigadores de la Universidad Estatal de Washington (WSU) han estado llevando a cabo estudios que investigan el papel de los astrocitos, un subtipo de células gliales conocidas por regular diferentes funciones cerebrales y corporales, en el sueño y la vigilia. Su artículo más reciente, publicado en la Revista de Neurociencia, muestra que la activación de los astrocitos en la región basal del cerebro (es decir, una región cerebral que apoya la regulación del sueño, el despertar y la temperatura corporal) hizo que los ratones permanecieran despiertos indefinidamente, sin mostrar signos de somnolencia.

'Nuestro estudio fue parte de una investigación más amplia sobre las células cerebrales y los circuitos que nos hacen sentir sueño', dijo Marcos Frank, uno de los investigadores que realizó el estudio, a Medical Xpress. 'Los científicos se refieren a esto como 'impulso de sueño', y realmente no tenemos una explicación completa del impulso de sueño. En 2009, publicamos las primeras pruebas de que una clase de células no neuronales llamadas astrocitos gliales influían en el impulso de sueño in vivo. Desde entonces, hemos estado tratando de comprender el papel preciso de los astrocitos en el sueño y la vigilia'.

El objetivo principal del trabajo reciente de Frank y sus colegas era comprender mejor cómo los astrocitos en la región basal del cerebro influyen en el sueño, la vigilia y el impulso general de sueño. Para hacer esto, los investigadores utilizaron una serie de técnicas genéticas y químicas avanzadas para alterar reversiblemente la activación de los astrocitos en el cerebro de los ratones.

'Utilizamos una técnica 'quimo-genética' para expresar un receptor a una pequeña molécula que normalmente no se expresa en el cerebro de los mamíferos', explicó Frank. 'Cuando es activado por un medicamento especial, este receptor activa los astrocitos. Combinamos esto con medidas estándar de actividad cerebral y actividad motora, que juntas nos dicen si el animal está despierto o dormido'.

Para asegurarse de que los efectos observados estuvieran específicamente relacionados con la activación quimo-genética de los astrocitos, el equipo también realizó varios experimentos de control, donde se observó a los mismos ratones en circunstancias similares pero sin activar sus astrocitos. En última instancia, los investigadores observaron que la activación de los astrocitos en la región basal del cerebro provocó que los ratones estuvieran despiertos durante horas, sin mostrar ningún signo típico de somnolencia.

'Parecía que los ratones estaban despiertos sin ningún 'costo', o en otras palabras, sin un aumento del impulso de sueño', dijo Frank. 'Esto fue inesperado para nosotros y tiene varias implicaciones importantes. En primer lugar, nuestros resultados desafían la noción de que nuestra necesidad de sueño se genera por la vigilia en sí misma. En cambio, puede requerir un conjunto específico de interacciones entre subtipos de células cerebrales'.

En general, los hallazgos recientes reunidos por este equipo de investigadores destacan el papel clave de algunos circuitos neuronales-gliales en la modulación del impulso de sueño y la vigilia. En el futuro, podrían allanar el camino para descubrimientos emocionantes sobre los fundamentos neuronales del sueño, lo que podría permitir también la creación de medicamentos que permitan a las personas permanecer despiertas y lúcidas durante períodos prolongados de tiempo.

'Imagina un mundo en el que (si esto se tradujera a los humanos), los trabajadores por turnos no se sientan somnolientos y, durante períodos extendidos, los astronautas, pilotos, soldados, proveedores de atención médica, y socorristas puedan prescindir del sueño', agregó Frank.

'Estamos en una etapa muy temprana en este proceso, pero si esto ocurriera, cambiaría para siempre los límites del rendimiento humano. Nuestros próximos trabajos se centrarán en comprender qué sucede a continuación en la cadena de eventos cuando activamos los astrocitos en la región basal del cerebro. ¿Esto lleva a cambios en las neuronas circundantes y cómo explica eso nuestros resultados? ¿Qué controla este proceso normalmente en el cerebro sano, y es esta vigilia activada por astrocito la misma que la vigilia normal? Estas son todas preguntas que esperamos responder en nuestros futuros estudios'.

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