Científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis (Estados Unidos) han descubierto que las ondas cerebrales ayudan a eliminar los desechos del cerebro durante el sueño. Las células nerviosas individuales se coordinan para producir ondas rítmicas que impulsan el líquido a través del tejido cerebral denso, lavando el tejido en el proceso.
Según la investigación, publicada en 'Nature', estas neuronas son como bombas en miniatura. La actividad neuronal sincronizada impulsa el flujo de fluidos y la eliminación de desechos del cerebro. Lograr aprovechar este proceso, abriría la puerta a retrasar o incluso prevenir enfermedades neurológicas, incluidas la enfermedad de Alzheimer y Parkinson, en las que el exceso de desechos, como los desechos metabólicos y las proteínas basura, se acumulan en el cerebro y conducen a la neurodegeneración.
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Las células cerebrales orquestan pensamientos, sentimientos y movimientos corporales, y forman redes dinámicas esenciales para la formación de la memoria y la resolución de problemas. Pero para realizar tareas que exigen tanta energía, las células cerebrales necesitan combustible. Su consumo de nutrientes de la dieta genera desechos metabólicos en el proceso.
Pero limpiar el cerebro denso no es una tarea sencilla. El líquido cefalorraquídeo que rodea el cerebro ingresa y se entreteje a través de intrincadas redes celulares, recolectando desechos tóxicos a medida que viaja. Al salir del cerebro, el líquido contaminado debe atravesar una barrera antes de derramarse hacia los vasos linfáticos de la duramadre, la capa de tejido exterior que envuelve el cerebro debajo del cráneo. Pero, ¿qué impulsa el movimiento del líquido dentro, a través y fuera del cerebro?
Al estudiar los cerebros de ratones dormidos, los investigadores descubrieron que las neuronas impulsan los esfuerzos de limpieza disparando señales eléctricas de forma coordinada para generar ondas rítmicas en el cerebro. Así, los investigadores determinaron que tales ondas impulsan el movimiento del fluido.
El equipo de investigación silenció regiones cerebrales específicas para que las neuronas de esas regiones no crearan ondas rítmicas. Sin estas ondas, el líquido cefalorraquídeo fresco no podría fluir a través de las regiones silenciadas del cerebro y los desechos atrapados no podrían salir del tejido cerebral.
"Una de las razones por las que dormimos es para limpiar el cerebro", comenta Jonathan Kipnis, Profesor Distinguido de Patología e Inmunología. "Si podemos mejorar este proceso de limpieza, tal vez sea posible dormir menos y mantenernos saludables. No todo el mundo tiene el beneficio de dormir ocho horas cada noche y la falta de sueño tiene un impacto en la salud", agrega como otra posible implicación a tener en cuenta.
Los patrones de ondas cerebrales cambian a lo largo de los ciclos de sueño. Es de destacar que las ondas cerebrales más altas y con mayor amplitud mueven el líquido con más fuerza. Los investigadores ahora están interesados en comprender por qué las neuronas disparan ondas con diferente ritmo durante el sueño y qué regiones del cerebro son más vulnerables a la acumulación de desechos.
"Se empieza, por ejemplo, con un movimiento de limpieza amplio, lento y rítmico para limpiar los residuos solubles esparcidos por el plato. Luego se reduce el rango de movimiento y se aumenta la velocidad de estos movimientos para eliminar los restos de comida especialmente pegajosos del plato. A pesar de la variación de amplitud y ritmo de los movimientos de las manos, el objetivo general sigue siendo el mismo: eliminar diferentes tipos de residuos de los platos. Tal vez el cerebro ajuste su método de limpieza dependiendo del tipo y cantidad de desechos", concluyen.
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