Una escotadura cerebral que controla el sueño

Neurología. Aunque el descubrimiento se ha hecho en los gusanos C. elegans, los científicos nos dicen que esta misma escotadura se encuentra en el cerebro de muchos otros animales, incluyendo el humano.

Esas habilidades genéticas que nos ofrecen beneficios y funcionan bien, se quedan con nosotros. Por eso vemos que las moscas y los gusanos más simples, como el popular C. elegans, poseen sistemas que se encuentran en otras especies pues realizan tan bien sus funciones, manteniendo al animal vivo y satisfecho, que los genes que las producen son conservados a través del tiempo. En esta ocasión, nuestro amigo el nematodo nos enseña que también a la hora de dormir, ellos aprendieron primero.

De acuerdo con nuevas investigaciones en el sueño de elegans, neurobiólogos en la Universidad Brown han descubierto una vía singular en el cerebro que está involucrada en el sueño del gusano, más aún, esta escotadura (Notch en inglés) se encuentra en otros animales, incluyendo los humanos. La investigación comienza con la observación de unas conductas completamente distintas en los animalitos. Sucede que los elegans le tienen una repulsión notoria al olor de una sustancia conocida como octanol, que realmente huele muy mal, y la neurobióloga Anne Hart y su equipo estaban estudiando esta particular conducta en los nematodos cuando se dieron cuenta que algo extraño ocurría con los gusanos que tenían un gen en particular sobre-expresado.

“Habíamos notado que los nematodos adultos sin genes en esta escotadura no evitaban el olor del octanol, sin embargo, nos quedamos sorprendidos cuando reparamos, además, que otros elegans, que tenían el gen osm-11 de esa misma vía neuronal, sobre-expresado estaban exhibiendo conductas realmente extrañas. Estos animales suelen estar en movimiento todo el tiempo, sin embargo, nos dimos cuenta de que los que tenía el gen sobre-expresado estaban tomando pequeñas siestas. Es la cosa más extraña que he visto en mi carrera”, expresó Hart.

Y fue así como los investigadores se percataron de que los genes en la vía de esta escotadura neuronal, controlan el sueño de elegans y, muy probablemente, tengan que ver con el nuestro. Y nada como el sueño para quitarle el sueño a los neurobiólogos. A pesar de todo lo que ya conocemos sobre dormir, como su papel en la consolidación de las memorias y el aprendizaje, es muy poco lo que sabemos sobre su evolución. Por ejemplo, los efectos secundarios de no dormir son bastante conocidos y muy nocivos, no sólo en los humanos pero en los demás animales. El insomnio y los desórdenes del sueño nos hacen mal. Pero, ¿cómo y para qué es que hemos evolucionado esta costumbre tan peligrosa de permanece inconciente por varias horas, vulnerables a los peligros del mundo?

“Entendemos tan poco del sueño como de la conciencia. No estamos muy claros sobre por qué es tan necesario dormir o cómo los animales entran en ese estado y lo mantienen o cómo despertamos. Todavía estamos tratando de entender cuáles son los mecanismos críticos del sueño tanto a nivel celular como molecular”, explica Hart. “Contamos con herramientas contundentes que podemos usar para cambiar los patrones de sueño. Sin embargo, existen efectos secundarios definitivos al manipular el sueño de la forma en que lo hacemos ahora”.

El olfato de un organismo simple

Y ha sido el estudio del olfato en C. elegans, sobre estos genes ‘osm’ reguladores de la vía de esta escotadura neuronal, que lo apuntan hoy como antiguos manipuladores del sueño. Los gusanos con demasiado osm-11 tomaban siestas cuando no deberían, y otros sin los genes osm-11 y 7 se mostraban hiperactivos, “estos animales sin esos genes exhibían el doble de movimientos por minuto que los gusanos normales”, explica Komudi Singh, otro de los autores del estudio. “Está muy claro, si activas más genes en la escotadura, los gusanos duermen más. Si inhibes la actividad de estos genes, los gusanos se vuelven más activos y viven a toda marcha”.

Los investigadores nos dicen que los humanos tenemos un gen similar al osm-11, es conocido como Deltalike1 (DLK1) y está expresado en las regiones del sueño relacionadas con los ciclos de dormir y despertar. Sin embargo, los científicos advierten que el sistema es muy complejo, como todo en el cerebro, y al no tener conocimientos precisos sobre cómo funcionan todas estas vías neuronales, no es prudente ni siquiera hablar de desarrollar medicamentos para manipular el sueño.

“Ni siquiera en los gusanos”, asegura Hart. “Hemos observado que si expresamos demasiado esta vía en la escotadura neuronal podemos causar la producción de cáncer; es decir, que tenemos que definir muy bien nuestro blanco si deseamos manipularlo. Las señales que vienen por la vía de esta escotadura están implicadas en muchas actividades varias en el cuerpo y no debemos alentar su sobre-expresión, no sin antes conocerla a la perfección”.

De lo que sí podemos estar seguros es que hemos dado con una parte de la señalización cerebral que lleva millones de años evolucionando; que está representado en formas distintas en las diferentes especies y que ha sido conservado por su importancia en el control del sueño. El próximo paso, por supuesto, es más investigación.

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