En un artículo publicado este 4 de Abril en la revista Science, el grupo de Y. Kamitani del laboratorio de neurociencia computacional ATR, en Kyoto, muestra cómo es posible observar lo que estamos soñando. ¿Ciencia ficción? Ciencia sí; ficción, ya no.
Las fases del sueño
Cuando dormimos no permanecemos tan pasivos como la mayor parte de la gente piensa: las neuronas no descansan. Los neurocientíficos dieron cuenta de ello en los años 50 gracias a los electroencefalogramas (EEG). Cuando dormimos pasamos por varios estados de actividad cerebral. Un perfil típico de una noche de 8 horas de un adulto sería más o menos el siguiente: Cuando nos acostamos el cuerpo se relaja y la actividad del cerebro disminuye. Empezamos a adormecernos, perdiendo poco a poco la consciencia. Estamos en la fase 1 y la señal del EEG muestra frecuencias bajas. En esta primera fase es fácil despertarnos, por eso también se llama fase de sueño ligero. Nuestros ojos se mueven lentamente y la actividad muscular se ralentiza.
Seguidamente pasamos a la fase 2, en la que las ondas cerebrales se hacen más lentas. Con esta fase se acaba el sueño ligero, y entramos en las fases de sueño profundo. Las frecuencias de los EEG en las fases 3 y 4 son más bajas, por eso se las llama de sueño lento. En esta fase la actividad ocular está ausente, la respiración y el ritmo cardíaco se ralentizan, y la temperatura corporal baja.
Al terminar la fase 4 nos movemos, por ejemplo cambiando de lado, el cerebro se empieza a activar, los ojos de mueven rápidamente de un lado a otro, la respiración se hace irregular y el ritmo cardíaco se acelera. Entramos en fase REM, que también se conoce como sueño activo. El cerebro presenta una actividad muy similar a la vigilia, con una paradójica peculiaridad: mientras se produce un incremento del movimiento de los ojos, del ritmo cardíaco, de la respiración y de la actividad cerebral, el cuerpo cae en un estado cercano a la parálisis, en una atonalidad o relajación muscular casi total. Por eso la fase REM se conoce también como sueño paradójico.
Hoy sabemos que en la fase REM es en la que se producen la mayor parte de los sueños. Cuando los neurocientíficos despiertan a una persona que se encuentra en estado REM, el 75% de las ocasiones asegura estar soñando. En el resto de las fases, que se denominan genéricamente fase NREM, se recuerdan un 30% aproximadamente de las veces pensamientos o imágenes; y muy de vez en cuando, sueños en forma vaga y poco coherente.
Al finalizar la fase REM se vuelven a recorrer las 4 fases NREM de nuevo pero en sentido inverso. Y se repite el ciclo 1-2-3-4-REM. Un ciclo completo dura aproximadamente unos 90 minutos y en una noche solemos tener unos 4 o 5 ciclos. Estamos soñando, aproximadamente, un 20% de la noche, unos 100 minutos. Eso significa que a los 60 años hemos pasado más de 4 años en el increíble mundo de los sueños.
¿Por qué soñamos?
En los años 80, se puso de moda una hipótesis que decía que los sueños son consecuencia de la actividad aleatoria de nuestro cerebro en la fase REM. La naturaleza bizarra de los sueños se debería a que nuestro cerebro se esfuerza en encajar informaciones fortuitas en una historia mínimamente coherente. Hoy la hipótesis no tiene mucho predicamento, porque los científicos, estadísticas en mano, han descubierto la sopa boba: que muchos de nuestros sueños tienen que ver con problemas de nuestra vida: divorcios, la muerte de un ser querido, un deseo sexual insatisfecho…
Y más aún: ¿cómo explicar bajo esta teoría que, Paul McCartney, por ejemplo, escuchara claramente la canción “Yesterday” por primera vez en un sueño? Es un ejemplo de creatividad mientras soñamos. Se conocen muchos casos semejantes. Por citar solo dos más relacionados con la ciencia: Kekule soñó la estructura química del benzeno, un rompecabezas con el que llevaba años luchando. Y Otto Loewi soñó un experimento sobre la transmisión nerviosa que probara que era química y no eléctrica.
Así que surgieron otras propuestas para explicar el porqué de los sueños, como que frente a la sobrecarga de información que recibe el cerebro, el sueño permite eliminar asociaciones espurias y eliminar información indeseada. O sea que tal vez soñamos para olvidar.
En esa línea va la hipótesis de la consolidación de la memoria, que nos dice que dormir y soñar nos permite fijar en la memoria lo que aprendemos en la vigilia. Quizás la teoría más en boga sea la que apunta que los sueños son una forma de «entrenamiento simulado» o «sesiones prácticas» donde desplegamos nuevas estrategias de supervivencia frente a nuevos datos o situaciones. Eso explicaría por qué en los sueños aparecen temas donde uno mismo se enfrenta a sus miedos, inseguridades, celos, amores, etc. Combinada con nuestra carga genética, podría ser una explicación para los comportamientos innatos que observamos en muchos animales, incluso en aquellos que han vivido en cautividad.
Veo tus sueños
Las imágenes visuales que percibimos cuando soñamos se generan en una zona del cerebro llamada córtex visual. El equipo de Kamitani monitorizó la actividad cerebral de tres voluntarios mediante resonancia magnética funcional. La resonancia magnética funcional es una técnica estándar que se beneficia de la relación entre la actividad sanguínea y eléctrica en el cerebro, para medir cambios del segundo estudiando variaciones en el flujo sanguíneo, sin necesidad de intervenir o exponer al paciente a procesos más invasivos.
En el experimento, a cada voluntario se le despertaba cada vez que había un indicio de actividad cerebral, de un sueño. Y rápidamente se les preguntaba qué habían visto en dicho sueño. Así hasta un total de 200 despertares; con un promedio de uno cada 342 segundos. De esta forma, los investigadores consiguieron, después de un cuidadoso filtrado, una extensa base de datos que recogía y categorizaba las imágenes ensoñadas.
El paso posterior consistió en correlacionar la estructura de la actividad cerebral concreta –es decir, los patrones estructurales encontrados en las señales nerviosas- con las imágenes visuales que los pacientes declaraban haber tenido después de cada despertar. Para ello, se emplearon sofisticados paquetes matemáticos, denominados algoritmos de aprendizaje, capaces de encontrar patrones de similaridad en conjuntos de datos gigantescos. El resultado fue un diccionario, que relaciona un patrón de encendido X en el cerebro con una determinada imagen Y.
En su artículo, Kamitani y colaboradores aseguran que este método predice con un 60% de acierto lo que ha soñado un sujeto a partir de su actividad cerebral mientras está soñando. Son los primeros pasos para hacer de los sueños una realidad medible y cuantificable objetivamente. Los autores han construido una máquina que lee sueños y quizás constituya un paso fundamental para contestar definitivamente a la pregunta de por qué soñamos, que increíblemente sigue sin respuesta.
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Para leer más: T. Horikawa, M. Tamaki, Y. Miyawaki, Y. Kamitani, Neural Decoding of Visual Imagery during Sleep, Science DOI: 10.1126/science.1234330 (publicado online el 4 de Abril del 2013).
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