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La ventaja del sueño en la escala biológica, fenómeno que ya aparece entre los vertebrados más primitivos, es un tema en debate. Basta con señalar que en las especies que tienen escasa visión nocturna, el sueño les evita golpearse o caerse en forma peligrosa (Bloom y Lazerson, p 179) y contribuye a disminuír los requisitos energéticos diarios.
El pasaje del sueño a la vigilia y el de la vigilia al sueño son transiciones de fase de un estado de orden a otro, como lo verifican las ondas de los electroencefalogramas. Son bastante típicas las ondas asociadas al sueño REM (rapid eye movements de la bibliografía anglosajona, sueño paradójico en castellano) y las ondas del sueño no-paradójico, así como la transición entre la etapa de mente distraída normal hacia la etapa de mente excitada. Son entonces transiciones de fase del desequilibrio. Durante el sueño se elimina el compuesto somnífero biológico que lo desencadena. Al mismo tiempo se accede a transiciones entre varios tipos de ellos, la etapa del sueño paradójico, la etapa de sueño no paradójico y algunos de sus subperíodos.
Hasta 1950 estaba en boga la hipótesis de Iván Pavlov, que sugiere que el cerebro se apaga durante el sueño. A partir de esa época prevalece la hipótesis alternativa. Por ejemplo, Ralph Berger, de la Universidad de California en Santa Cruz, propone que el sueño fue desarrollado por la evolución como un método para conservar energía. Dormir e hibernar, para este autor, son dos comportamientos evolutivos que surgen de un ancestro común. "Al bajar nuestros termostatos metabólicos, el sueño reduce nuestra necesidad de alimento". Entonces el sueño es una etapa ejemplar o paradigmática que recuerda lo indicado por la versión moderna de la ley de von Baer (par. 1): los procesos biológicos tratan de puentear las etapas consumidoras de energía en búsqueda de estados estacionarios dinámicos que no puedan, de por sí, resbalar hacia otros con producción de entropía. La ley de von Baer-Mayr es así válida no sólo para la evolución (Fig 5) sino para una fracción de los ciclos diarios de conducta.
Disminuír los mecanismos energéticos no implica, sin embargo, desactivar al cerebro. Durante el sueño se descansa en cierto sentido. Ello es efecto quizás del metabolismo de la toxina somnífera (¿melatonina?) y del ahorro en actividad muscular y en el esfuerzo asociado con la ingesta de alimentos. Pero por otro se muestran entre 4 y 6 ciclos con "primeras etapas" que resultan ser tanto o más activas que la vigilia.
En la estructura general de una noche de sueño, hay unas cuantas transiciones de fase del desequilibrio, todas ellas curiosamente reversibles y algunas de ellas cíclicas. Los anatomistas conocen cuáles cambios en algunas neuronas clave permiten predecir por adelantado la transición que va a seguir. Los fenómenos son:
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(1) transición vigilia/paradójico sin ensoñación;
(2),(4),(6) y (8) transición paradójico/no-paradójica;
(3),(5),(7) y (9) transición reversa, o sea no-paradójico/paradójica, con ensoñación;
(4),(6),(8) y (10) transiciones paradójico/no-paradójicas;
(11) transición no-paradójico/paradójica sin ensoñación;
(12) transición reversa de la (1), o sea paradójico sin ensoñación/vigilia.
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Se enumeran algunas etapas importantes. Ya al final del dia y de la vigilia, en la cama, el EEG muestra una onda compacta de baja frecuencia y bajo voltaje, tipica de todo el largo periodo de vigilia. Se presenta la primera transición de fase, vigilia/paradójico. Un corto período de sueño paradójico, primera etapa, sirve de puerta hacia la segunda transición de fase paradójico/no-paradójico, al final de la cual las ondas EEG dejan de ser compactas y se alargan. Aparecen dos ciclos iniciales (2) y (4) con ondas delta, que son de baja frecuencia o sea de ancha amplitud. No hay ensoñaciones durante el sueño no-paradójico. La presión sanguínea desciende y la respiración y el pulso son lentos, las pupilas se contraen. Hacia el final de cada uno de los cuatro típicos ciclos, se producen las transiciones reversas, o sea de no-paradójico a paradójico. Siguen las etapas significativas de sueño paradójico, con ensoñaciones. Los ojos se mueven rapidamente y las ondas son compactas y parecidas a las de la vigilia. A los pocos minutos se vuelve a las etapas de sueño más profundo, no-paradójico. El ciclo final pasa a la vigilia sin provocar ensueños. Los sueños recordables suelen ser los del penúltimo ciclo.
La sinergética dispone de doce transiciones de fase en cascada para interpretar. Esto es un esquema simplificado, ya que la típica etapa no paradójica presenta tres diferentes tipos de ondas, que modifican entonces la contabilidad.
Algunas pistas hay para explicar esas doce incógnitas.
La transición (1) se explica por la acción del ya mencionado somnífero tóxico.
La (2), (4), (6), (8) y (10) se explica por la coevolución de estados favorables energético-entropicamente, a veces cercanos al estado de coma o de hibernación.
La (3), (5), (7) y (9) se explica (a) por el decreciente tenor en somnífero, que sera catabolizado durante el sueño profundo, (b) por las ventajas evolutivas para el vertebrado primitivo de estar, aunque sea periodicamente, más cerca de despertar por los ruídos de un eventual depredador y (c) por la hipótesis de Emelyanov-Yaroslavski y Potopov: cuando aparecen ensoñaciones, ellas tambien, con sus inhibiciones sinápticas y excitaciones sinápticas complementarias, logran que el cerebro siga en un estado de mínima energia que no alcance a poner en peligro a todo el organismo que está controlando en niveles subconcientes.
Parece que la transición de fase al estado de vigilia, llamado tambien de atención y de conciencia, respeta exactamente las mismas leyes, aunque a un nivel de temperatura mayor. La vigilia le cuesta al cerebro apenas un mayor consumo que la ensoñación, consumo suficiente para subir el valor de consigna de los termostatos metabólicos, lo cual incluso sucede durante esas primeras etapas.
La (11) y (12) implica una ausencia total de somnífero y la descarga de cortisol por parte de las glandulas adrenales justo antes de despertar. Esta última descarga tarda días en reajustarse en los viajeros de un avion que han sido bruscamente transportados a otros husos horarios.
No es espontáneo dormirse de nuevo cuando decayó la toxina somnífera. La vigilia y la atención debe reemplazar a la economía de la ensoñación por otra equivalente en términos energéticos. Y esto se aprecia con los registros electroencefálicos.
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En la vigilia operan en forma permanente las excitaciones e inhibiciones sinápticas, involucrando con ello un estado estacionario natural y localmente entrópico, que no puede resbalar energéticamente a ningun otro estado de menor energía, ya que no existe. . Se trata del ingreso a la "etapa gestionadora de alarmas" (Fig 11). Se accede allí a un estado transitorio antinatural o antientrópico, al que resulta forzado el cerebro humano que saca ventajas de su inteligencia, como órgano de control y supervivencia, frente a una Umwelt o entorno complejo y generador de alarmas y problemas.
De manera alguna las periódicas etapas racionales o de pensamiento superior, pueden significar un estado estacionario. Es un corto estado transitorio que escapa de las condiciones de exagerado consumo de glucosa, "aceptando" la primera solución trivial a sus problemas racionales y conformandose con ella (Herbert Simon). "El pensamiento trata de abolir al pensamiento" (Edward DeBono), ya que el pensamiento no entrenado, normalmente termina en el primer atractor que encuentra. Esta breve introducción al tema de la bioenergética del pensamiento será amplificada al exponer el modelo de los autores.
- Emelyanov-Yaroslavsky LB, Potapov VI - Biol. Cybern.(1992).
- Becke CH von der - La escuela del razonamiento, 1ª parte - Holding, 1, No 4, p.65 (1991).
- Torres A - Qué nos pasa cuando dormimos - Descubrir, marzo 1994, p.90.
- Plum F - Global and Focal Disturbances of Consciousness Associated with Human Brain Injury en International School of Neuroscience - Neuropsychology: The Neuronal Basis of Cognitive Function - Thieme, (1992), p.144
- Scientific American. El cerebro (1979).
- Bloom FE, Lazerson A - Brain, Mind and Behavior - Freeman (1988).
29.mar.2000
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Raúl Barral - Carlos von der Becke: Biotermodinámica del Cerebro - 2000