El ciclo del sueño es una oscilación entre las fases de onda lenta y REM (paradójica) del sueño . A veces se le denomina ciclo de sueño ultradiano , ciclo sueño-sueño o ciclo REM-NREM , para distinguirlo de la alternancia circadiana entre sueño y vigilia . En humanos, este ciclo dura de 70 a 110 minutos (90 ± 20 minutos). [1] Durante el sueño de adultos y bebés existen fluctuaciones cíclicas entre el sueño tranquilo y el activo. Estas fluctuaciones pueden persistir durante la vigilia como ciclos de actividad y descanso, pero son menos fáciles de discernir. [2]
La electroencefalografía muestra la sincronización de los ciclos de sueño en virtud de la marcada distinción en las ondas cerebrales que se manifiestan durante el sueño REM y no REM. La actividad de las ondas delta , que se correlaciona con el sueño de ondas lentas (profundo), muestra en particular oscilaciones regulares durante una buena noche de sueño. Las secreciones de diversas hormonas , incluidas la renina , la hormona del crecimiento y la prolactina , se correlacionan positivamente con la actividad de la onda delta, mientras que la secreción de la hormona estimulante de la tiroides se correlaciona inversamente. [3] La variabilidad de la frecuencia cardíaca , que se sabe que aumenta durante el período REM, como era de esperar, también se correlaciona inversamente con las oscilaciones de la onda delta durante el ciclo de ~90 minutos. [4]
Para determinar en qué etapa del sueño se encuentra el sujeto dormido, se combina la electroencefalografía con otros dispositivos utilizados para esta diferenciación. La EMG ( electromiografía ) es un método crucial para distinguir entre las fases del sueño: por ejemplo, una disminución del tono muscular es en general una característica de la transición de la vigilia al sueño, [5] [6] y durante el sueño REM, hay un estado de atonía muscular (parálisis), lo que resulta en una ausencia de señales en el EMG. [5]
La EOG (electrooculografía) , la medida del movimiento de los ojos, es el tercer método utilizado en la medición de la arquitectura del sueño; [7] por ejemplo, el sueño REM, como su nombre indica, se caracteriza por un patrón de movimientos oculares rápidos, visible gracias al EOG. [8]
Además, los métodos basados en parámetros cardiorrespiratorios también son eficaces en el análisis de la arquitectura del sueño, si se asocian con las otras mediciones antes mencionadas (como la electroencefalografía, la electrooculografía y la electromiografía). [9]
Las funciones homeostáticas , especialmente la termorregulación , ocurren normalmente durante el sueño no REM, pero no durante el sueño REM. Por lo tanto, durante el sueño REM, la temperatura corporal tiende a alejarse de su nivel medio y, durante el sueño no REM, a volver a la normalidad. Por tanto, la alternancia entre las etapas mantiene la temperatura corporal dentro de un rango aceptable. [10]
En los seres humanos, la transición entre no REM y REM es abrupta; en otros animales, lo es menos. [11]
Los investigadores han propuesto diferentes modelos para dilucidar el indudablemente complejo ritmo de los procesos electroquímicos que resultan de la alternancia regular del sueño REM y NREM. Las monoaminas son activas durante NREMS, pero no REMS, mientras que la acetilcolina es más activa durante REMS. El modelo de interacción recíproca propuesto en la década de 1970 sugería un toma y daca cíclico entre estos dos sistemas. Teorías más recientes, como el modelo "flip-flop", propuesto en la década de 2000, incluyen el papel regulador de un neurotransmisor inhibidor del ácido gamma-aminobutírico (GABA). [12]
La cifra estándar dada para la duración media del ciclo de sueño en un hombre adulto es de 90 minutos. N1 (etapa NREM 1) es cuando la persona está somnolienta o despierta hasta quedarse dormida. Las ondas cerebrales y la actividad muscular comienzan a disminuir en esta etapa. N2 es cuando la persona experimenta un sueño ligero. Para entonces, el movimiento ocular se ha detenido. La frecuencia de las ondas cerebrales y el tono muscular disminuyen. El ritmo cardíaco y la temperatura corporal también bajan. N3 o incluso N4 son las etapas más difíciles de despertar. Ahora cada parte del cuerpo está relajada, la respiración, la presión arterial y la temperatura corporal se reducen. La National Sleep Foundation analiza las diferentes etapas del sueño NREM y su importancia. Describen el sueño REM como "un estado único en el que normalmente ocurren los sueños. El cerebro está despierto y el cuerpo paralizado". Esta singular etapa suele ocurrir cuando la persona sueña. [13] [11] La cifra de 90 minutos para la duración promedio de un ciclo de sueño fue popularizada por Nathaniel Kleitman alrededor de 1963. [14] Otras fuentes dan entre 90 y 110 minutos [3] o entre 80 y 120 minutos. [4]
En los bebés , el ciclo de sueño dura entre 50 y 60 minutos; La longitud promedio aumenta a medida que el ser humano llega a la edad adulta. En los gatos , el ciclo del sueño dura unos 30 minutos, aunque es de unos 12 minutos en las ratas y hasta 120 minutos en los elefantes (en este sentido, la ontogenia del ciclo del sueño parece proporcional a los procesos metabólicos , que varían en proporción con el tamaño del organismo). Sin embargo, los ciclos de sueño más cortos detectados en algunos elefantes complican esta teoría). [11] [13] [15]
El ciclo se puede definir como que dura desde el final de un período REM hasta el final del siguiente, [13] o desde el comienzo de REM, o desde el comienzo de la etapa 2 no REM (la decisión de cómo marcar los períodos hace una diferencia para fines de investigación, debido a la inevitable inclusión o exclusión del primer NREM de la noche o su fase REM final si precede directamente al despertar ). [14]
Un sueño de 7 a 8 horas probablemente incluye cinco ciclos, los dos del medio de los cuales tienden a ser más largos que el primero y el cuarto. [14] REM ocupa más parte del ciclo a medida que avanza la noche. [11] [16]
El despertar no provocado ocurre más comúnmente durante o después de un período de sueño REM, cuando la temperatura corporal aumenta. [17]
Ernest Hartmann descubrió en 1968 que los humanos parecen continuar un ritmo ultradiano de aproximadamente 90 minutos durante un día de 24 horas, ya sea que estén dormidos o despiertos. [13] Según esta hipótesis, durante el período de este ciclo correspondiente al REM, las personas tienden a soñar más despiertas y a mostrar menos tono muscular . [18] Kleitman y otros siguientes se han referido a este ritmo como el ciclo básico de descanso-actividad , del cual el "ciclo del sueño" sería una manifestación. [14] [19] Una dificultad para esta teoría es el hecho de que una fase larga no REM casi siempre precede a REM, independientemente de en qué momento del ciclo una persona se duerma. [14]
El ciclo del sueño ha demostrado ser resistente a la alteración sistemática por parte de las drogas . Aunque algunos fármacos acortan los períodos REM, no eliminan el ritmo subyacente. La privación deliberada de REM acorta el ciclo temporalmente, ya que el cerebro entra más fácilmente en el sueño REM (el "rebote REM") en una aparente corrección de la privación. [13] Existen diversos métodos para controlar las alteraciones de los ciclos del sueño: