Duérmete

CORTESÍA DE SCOTT LOEBL, ASA WINTHER Y CASSANDRA VAN DUNK

Es uno de los mayores acertijos sin resolver de la vida: ¿por qué ¿nosotros dormimos? Ahora, los investigadores han diseñado una herramienta para ayudar a responder esa pregunta: uno que permite a los científicos inducir el sueño en moscas de la fruta y, por lo tanto, estudiar los efectos positivos de la siesta, en lugar de simplemente privar a un sujeto del sueño para estudiar los efectos negativos, como lo hacen la mayoría de los estudios del sueño.

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Usando el método, los científicos de la Universidad de Washington en St. Louis descubrieron que el sueño facilita la formación de recuerdos a largo plazo en las moscas. Los resultados, publicados esta semana en Science, unen experimentalmente por primera vez dos teorías aparentemente dispares en la investigación del sueño.

"Este es el futuro ," dijo Jan Born, un destacado investigador del sueño de la Universidad de Lubeck en Alemania que no participó en la investigación. "Necesitábamos un método, un enfoque o una herramienta para inducir experimentalmente…

«Ahora podemos hacer preguntas que no podíamos hacer antes», dijo neurobiólogo Paul Shaw, investigador principal del estudio en la Universidad de Washington. «Creo que mucha gente va a utilizar esta herramienta de maneras realmente sorprendentes».

El enfoque más común para estudiar el sueño: privar a un sujeto de sus Zs, luego tratar de inferir la función del sueño «no es un enfoque lógico», dijo Born. La falta de sueño provoca una respuesta de estrés, que puede enmascarar o desdibujar los resultados, explicó. «La capacidad de inducir el sueño o mejorar el sueño [es] mucho más significativa para el campo y más significativa para producir resultados significativos».

Para inducir el sueño en una mosca, Shaw y su equipo trabajó con una cepa de Drosophila que expresa un canal de sodio bacteriano en una parte del cerebro llamada cuerpo dorsal en forma de abanico. Cuando está abierto, el canal hace que las neuronas de la región sean más excitables, lo que envía una señal al resto del cerebro para que se duerma. Para hacer que las moscas durmieran en el momento justo, el equipo diseñó el canal para que fuera sensible a la temperatura, por lo que solo se abrió a 31 ° C, 6 más que la temperatura ambiente normal de la mosca. Por lo tanto, el equipo podría poner a dormir a las moscas simplemente subiendo el calor. También podían despertar a las moscas a pedido, usando un aparato para empujar a los insectos y obligarlos a caminar.

Las moscas de la derecha expresan un transgén que hace que se duerman cuando sube la temperatura. Moscas de control que se muestran a la izquierda. Cortesía de Blake Sakran, Kevin Li y Paul Shaw. De thescientistllc en Vimeo.

Para determinar qué efectos tenía el sueño en las moscas, el equipo diseñó experimentos para probar dos teorías reinantes: homeostasis sináptica, la idea de que las conexiones neuronales aumentan durante la vigilia pero se reducen durante el sueño, podando las sinapsis creadas durante el día para que solo las conexiones más fuertes permanezcan intactas; y la consolidación de la memoria, que propone que el propósito del sueño es reproducir y consolidar los recuerdos del día anterior, reactivando ciertas conexiones para hacerlos más poderosos.

Para probar el modelo de homeostasis sináptica , las moscas se colocaron en entornos de enriquecimiento social, con muchas otras moscas. Luego, las moscas fueron inducidas a dormir o no, luego se les enseñó un ritual de cortejo. Las moscas que durmieron poco después del enriquecimiento social desarrollaron recuerdos a largo plazo del ritual; las moscas que no dormían no retenían la memoria. Los resultados respaldan el modelo, mostrando que el sueño es necesario para volver a normalizar las sinapsis después de estar despierto y estimulado, reduciéndolas para dejar espacio para nuevos aprendizajes. Un segundo artículo publicado en Science esta semana también proporciona evidencia adicional para el modelo de homeostasis sináptica.

El equipo de Shaw luego probó la teoría de la consolidación de la memoria entrenando moscas. con un protocolo diseñado para darles recuerdos a corto plazo. Sorprendentemente, cuando se indujo el sueño inmediatamente después del entrenamiento, las moscas conservaron una memoria que duró días en lugar de solo horas, lo que respalda el modelo de consolidación de la memoria de que el sueño fortalece las conexiones sinápticas y los recuerdos.

«Esta es la primera demostración experimental que conozco de que ambas teorías están respaldadas por los datos», dijo Born. «Ambos procesos pueden ocurrir simultáneamente, uno aliviando al cerebro de la presión de demasiada conectividad y el otro manteniendo y mejorando la memoria a largo plazo».

J. Donlea, et al., Inducir el sueño por control remoto facilita la consolidación de la memoria en Drosophila, Science, 332:1571-6, 2011.

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