El ciclo del sueño es una oscilación entre las fases de sueño de ondas lentas y REM (paradójico) . A veces se lo denomina ciclo de sueño ultradiano , ciclo sueño-sueño o ciclo REM-NREM , para distinguirlo de la alternancia circadiana entre sueño y vigilia . En los seres humanos, este ciclo dura entre 70 y 110 minutos (90 ± 20 minutos). [1] Durante el sueño de adultos y bebés hay fluctuaciones cíclicas entre el sueño tranquilo y el sueño activo. Estas fluctuaciones pueden persistir durante la vigilia como ciclos de descanso-actividad, 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 manifestadas durante el sueño REM y no REM. La actividad de la onda delta , que se correlaciona con el sueño de ondas lentas (profundo), en particular muestra oscilaciones regulares a lo largo de una buena noche de sueño. Las secreciones de varias 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 , bien conocida por aumentar durante el sueño REM, previsiblemente también se correlaciona inversamente con las oscilaciones de la onda delta durante el ciclo de ~90 minutos. [4]
Para determinar en qué fase del sueño se encuentra el sujeto dormido se combina la electroencefalografía con otros aparatos que se utilizan para esta diferenciación. La EMG ( electromiografía ) es un método crucial para distinguir entre 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), resultando en una ausencia de señales en la 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 movimiento ocular rápido, visible gracias a la 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 mencionadas anteriormente (como la electroencefalografía, la electrooculografía y la electromiografía). [9]
Las funciones homeostáticas , especialmente la termorregulación , se producen 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 lo tanto, la alternancia entre las etapas mantiene la temperatura corporal dentro de un rango aceptable. [10]
En los humanos, la transición entre el sueño no REM y el REM es abrupta; en otros animales, no lo es tanto. [11]
Los investigadores han propuesto diferentes modelos para dilucidar el indudablemente complejo ritmo de los procesos electroquímicos que dan lugar a la alternancia regular del sueño REM y el no REM. Las monoaminas son activas durante el no REM, pero no durante el REM, mientras que la acetilcolina es más activa durante el REM. El modelo de interacción recíproca propuesto en la década de 1970 sugería un intercambio cíclico entre estos dos sistemas. Teorías más recientes, como el modelo de "flip-flop", propuesto en la década de 2000, incluyen el papel regulador de un neurotransmisor inhibidor, el ácido gamma-aminobutírico (GABA). [12]
La duración media del ciclo de sueño de un hombre adulto es de 90 minutos. La fase N1 (fase NREM 1) es cuando la persona está somnolienta o despierta hasta quedarse dormida. En esta fase, las ondas cerebrales y la actividad muscular comienzan a disminuir. La fase N2 es cuando la persona experimenta un sueño ligero. En este momento, el movimiento ocular se ha detenido. La frecuencia de las ondas cerebrales y el tono muscular disminuyen. La frecuencia cardíaca y la temperatura corporal también disminuyen. La fase N3 o incluso la N4 son las más difíciles de despertar. Ahora todas las partes del cuerpo están relajadas, la respiración, la presión arterial y la temperatura corporal se reducen. La National Sleep Foundation analiza las diferentes fases del sueño NREM y su importancia. Describen el sueño REM como "un estado único en el que los sueños suelen ocurrir. El cerebro está despierto y el cuerpo paralizado". Esta fase única suele ocurrir cuando la persona sueña. [13] [11] La cifra de 90 minutos para la duración media 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 del sueño dura unos 50-60 minutos; la duración media aumenta a medida que el ser humano crece hasta 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 puede definirse como la duración desde el final de un período REM hasta el final del siguiente, [13] o desde el comienzo del REM, o desde el comienzo de la etapa no REM 2 (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 siete a ocho horas probablemente incluye cinco ciclos, de los cuales los dos intermedios tienden a ser más largos que el primero y el cuarto. [14] El sueño REM ocupa una mayor 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 seguir un ritmo ultradiano de aproximadamente 90 minutos a lo largo de un día de 24 horas, ya sea que estén dormidos o despiertos. [13] Según esta hipótesis, durante el período de este ciclo correspondiente con el REM, las personas tienden a soñar despiertas más y mostrar menos tono muscular . [18] Kleitman y otros posteriores 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 larga fase no REM casi siempre precede al 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 fármacos . Aunque algunos fármacos acortan los períodos REM, no eliminan el ritmo subyacente. La privación deliberada del REM acorta el ciclo temporalmente, ya que el cerebro pasa al sueño REM con mayor facilidad (el "rebote REM") en una aparente corrección de la privación. [13] Existen varios métodos para controlar las alteraciones de los ciclos del sueño: