Un nuevo e intrigante estudio ofrece información sobre los orígenes del sueño, al descubrir por primera vez que el cerebro del pez cebra se desplaza a través de varios estados cerebrales mientras duerme. Los investigadores sugieren que estos estados podrían ser análogos a los de onda lenta humana, y los estados de sueño REM, haciendo del pez cebra un candidato potencial para su uso en la investigación del sueño humano.

Se sabe que casi todos los animales del planeta con cerebro entran en algún tipo de estado de sueño. En los humanos, por supuesto, el sueño consiste en un número de fases complejas diferentes, caracterizadas por cambios en las firmas neuronales. Sabemos que los mamíferos, las aves y los lagartos demuestran un grado similar de complejidad en estas fases de cambio de sueño, pero hasta ahora no ha estado claro exactamente lo que está sucediendo en el cerebro de un pez cuando pasa al sueño.

Para tratar de resolver este misterio, un equipo de científicos de la Universidad de Stanford diseñó un pez cebra para que las neuronas individuales destellaran cuando se activaran. Luego, construyeron un novedoso microscopio que podía examinar todo el cuerpo de un pez con una resolución unicelular. Los peces fueron inmovilizados en una solución y luego monitoreados de cerca a medida que entraban en lo que se conocía como su único estado de sueño.

Dos nuevos patrones de actividad cerebral rápidamente se mantuvieron en pie para los investigadores mientras los peces hacían la transición a través de su período de sueño. Un patrón es llamado «sueño de estallido lento» por los investigadores, y ellos sugieren que este patrón es análogo al sueño de onda lenta en los humanos. El otro patrón se denomina «sueño ondulatorio propagador», y se sugiere que se asemeja al sueño REM en los seres humanos. Por supuesto, los peces no muestran el mismo movimiento de ojos rápidos que los humanos en esta conocida fase del sueño, pero otras señales musculares y corporales que se han visto en el pez cebra durante esta fase son similares a las de la fase REM humana.

Aunque este fascinante descubrimiento puede que no pruebe del todo que el pez cebra entra en fases de sueño que son exactamente iguales a las de los humanos, ofrece cierta evidencia de que las conductas de sueño en los peces son mucho más complejas de lo que muchos creen. El estudio ofrece evidencia clara de que cuando un pez cebra entra en un estado similar al sueño, no simplemente hace la transición a un período de latencia unidimensional, sino que se mueve a través de una serie compleja de patrones neuronales que se asemeja a la sofisticación del sueño en los mamíferos.

Desde una perspectiva evolutiva, los investigadores dicen que esto apunta a patrones cerebrales complejos en el sueño que aparecieron hace al menos 450 millones de años. El hecho de que estas firmas neuronales puedan considerarse análogas a las de los humanos ofrece una hipotética línea evolutiva que hace que el sueño complejo sea una proposición mucho más antigua que nunca antes considerada.

«Esto hace que la evolución de las señales neuronales del sueño retroceda unos cuantos años», dice el autor principal del nuevo estudio, Louis Leung.

Aparte de ser un mero descubrimiento académico, los investigadores sugieren que puede haber aplicaciones prácticas de este estudio, ya que el pez cebra podría ser utilizado en la investigación como un modelo animal eficaz para las alteraciones del sueño. Los peces cebra son potencialmente más fáciles y baratos de utilizar que los ratones, y ofrecen una comparación más relevante con los patrones de sueño humano.

«Debido a que las firmas neuronales de los peces son en esencia las mismas que las nuestras, podemos usar la información sobre ellas para generar nuevas pistas para los ensayos de fármacos», dice Leung. «Como los peces cebra son diurnos como los humanos, quizás sea más exacto comparar el sueño de los peces con el de los humanos en algunos aspectos.»