Un estudio pionero con participación española descubre en peces cebra un ‘interruptor biológico’ del sueño

Dormir bien es una de las bases de la salud, pero millones de personas en todo el mundo conviven con problemas crónicos para conciliar o mantener el sueño. La ciencia lleva décadas intentando comprender qué mecanismos biológicos determinan el momento en el que el cerebro «decide» descansar.

Un equipo internacional con participación española ha dado un paso relevante en esa dirección al identificar un circuito cerebral que funciona como un auténtico «interruptor biológico» del sueño.

El hallazgo se ha realizado en larvas de pez cebra, un modelo animal muy utilizado en investigación biomédica por las similitudes fisiológicas que comparte su sistema nervioso con el humano.

La investigación ha sido liderada por científicos del Instituto Tecnológico de California (Caltech) y ha contado con la participación de la Universidad Estatal de California, la Universidad de Exeter y el Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC). Por otro lado, los resultados han sido publicados en la revista científica Current Biology.

Descubren en peces cebra un «interruptor biológico» del sueño que podría ayudar a tratar el insomnio

El estudio se centró en analizar el comportamiento neuronal de las larvas de pez cebra para identificar qué mecanismos regulan el paso entre la vigilia y el descanso. Durante la investigación, los científicos lograron aislar un grupo de neuronas que promueven el sueño y que expresan dos genes concretos: Qrfp y Pth4.

Para determinar su función exacta, el equipo utilizó técnicas avanzadas de edición genética. De este modo pudieron observar qué ocurría en aquellos peces que carecían de los neuropéptidos producidos por estos genes. Los resultados mostraron que uno de ellos desempeña un papel clave en la regulación del sueño.

Según explica Josep Rotllant, investigador del Instituto de Investigaciones Marinas del CSIC y participante en el trabajo, el neuropéptido Pth4 es el responsable directo de activar el circuito que induce el descanso. Este sistema actúa mediante este mecanismo doble:

• Inhibe la actividad de las neuronas que promueven el estado de vigilia.
• Estimula de forma intensa las neuronas que favorecen el sueño.

Este equilibrio entre inhibición y activación permite al cerebro regular de forma eficiente la transición entre estar despierto y dormir.

El circuito cerebral del sueño descubierto en peces cebra revela cómo el cerebro decide cuándo dormir

El estudio también ha revelado que estas neuronas no funcionan de manera aislada. Mantienen conexiones con regiones profundas del cerebro a través de neurotransmisores como la noradrenalina y la serotonina, dos sustancias clave en la regulación del estado de alerta y el descanso.

Gracias a esta red neuronal, el organismo puede realizar una transición progresiva hacia el sueño profundo cuando el cuerpo lo necesita.

Los investigadores comprobaron además que este circuito se activa con mayor intensidad cuando el pez cebra permanece demasiado tiempo despierto. En la práctica, funciona como un sistema que mide la necesidad acumulada de descanso. Cuando el nivel de fatiga es elevado, el mecanismo se activa para forzar el sueño.

Este proceso tiene estas funciones biológicas fundamentales:

• La reparación celular del organismo.
• La consolidación de la memoria.
• La regulación energética del cuerpo.

Aunque los seres humanos no poseen exactamente la misma molécula identificada en el pez cebra, los científicos consideran que este circuito refleja un sistema evolutivo muy antiguo presente en numerosas especies.

Tal como subraya Rotllant, comprender cómo funcionan estos mecanismos biológicos podría contribuir en el futuro al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para tratar el insomnio y otros trastornos del sueño que afectan a millones de personas.