++
En los seres humanos adultos despiertos, pero en reposo con la mente libre y los ojos cerrados, el componente principal del electroencefalograma es un patrón bastante regular de ondas con una frecuencia de 8 a 13 Hz y amplitud de 50 a 100 μV cuando se registran en la piel cabelluda. Este patrón es el ritmo α (fig. 14-5). Éste es más prominente en los lóbulos parietal y occipital, y se relaciona con niveles bajos de atención. Se ha observado un ritmo similar en muchas especies de mamíferos. Existen algunas variaciones menores de una especie a otra, pero en todos los mamíferos el patrón es notoriamente parecido (Recuadro clínico 14-1).
++
RECUADRO CLÍNICO 14-1 Variaciones en el ritmo α
En los seres humanos, la frecuencia del ritmo electroencefalográfico dominante en reposo varía con la edad. En lactantes hay una actividad rápida parecida a la β, pero el ritmo occipital corresponde a un patrón lento de 0.5 a 2 Hz. Durante la infancia, este último ritmo se acelera y el patrón α adulto aparece de manera gradual durante la adolescencia. La frecuencia del ritmo α disminuye con la concentración baja de glucosa, la temperatura corporal baja, las concentraciones reducidas de las hormonas glucocorticoides y el aumento de la presión parcial de dióxido de carbono en sangre arterial (PaCO2); y se incrementa en situaciones inversas. A veces, se usa la respiración excesiva forzada para disminuir el dióxido de carbono en sangre arterial en la clínica con el propósito de inducir alteraciones electroencefalográficas latentes. La frecuencia y la magnitud del ritmo α también disminuyen en encefalopatías metabólicas y tóxicas, incluidas las causadas por hiponatremia e hipovitaminosis B12. La frecuencia del ritmo α disminuye durante la intoxicación aguda por alcohol, anfetaminas, barbitúricos, difenilhidantoinato y antipsicóticos. El propofol, un hipnótico/sedante induce un ritmo en EEG que es análogo al ritmo α clásico.
++
++
Cuando la atención se enfoca en algo, el ritmo α se reemplaza por una actividad irregular de voltaje bajo y de 13 a 30 Hz, el ritmo β (fig. 14-5). Este fenómeno se llama bloqueo α y puede producirse con cualquier forma de estimulación sensitiva o concentración mental, como la solución de problemas matemáticos. Otro término para este fenómeno es activación cerebral o respuesta de alerta, ya que se relaciona con el estado despierto, de alerta. También se le ha llamado desincronización, ya que representa la interrupción de la actividad neural sincronizada evidente necesaria para generar ondas regulares. Sin embargo, la actividad electroencefalográfica rápida observada en el estado de alerta también está sincronizada, aunque a una mayor frecuencia. Por tanto, el término desincronización es engañoso. Las oscilaciones γ a 30 a 80 Hz a menudo se observan cuando un individuo se encuentra alerta y enfoca su atención en algo. Muchas veces dichas oscilaciones sustituyen la actividad rápida irregular cuando el individuo inicia la acción motora como respuesta al estímulo.
+++
CIRCUITO TALAMOCORTICAL
++
Se cree que un circuito que vincula la corteza con el tálamo es importante para generar patrones de actividad cerebral en estados de sueño-vigilia. En la figura 14-6 se ilustran las propiedades de la actividad en dicho circuito talamocortical, que se supone participa en la generación de actividad rítmica. Es posible que la mayor activación de los conductos de Ca2+ tipo T de bajo umbral en las neuronas talámicas contribuya a la sincronía fisiológica y fisiopatológica en los circuitos talamocorticales. Aunque no se muestran, las neuronas reticulares talámicas inhibidoras son elementos de esta red. El electroencefalograma permite observar los patrones característicos de la vigilia, el sueño ligero y el sueño profundo. De igual manera, los registros de las neuronas talámicas y corticales individuales muestran distintos patrones de actividad rítmica. En el estado de vigilia, las redes corticocortical y talamocortical generan actividad rítmica de mayor frecuencia (30-80 Hz, ritmo γ). Este ritmo puede generarse en las células y las redes de la corteza cerebral o dentro de los ciclos talamocorticales. Se ha sugerido que el ritmo γ es un mecanismo para “vincular” la información sensitiva diversa en una sola percepción y acción, pero esta teoría aún es causa de controversia. De hecho, los trastornos en la integridad de este circuito talamocortical y su interacción con otras estructuras cerebrales pueden explicar algunos trastornos neurológicos, incluida la actividad convulsiva.
++
++
Hay dos tipos de sueño: sueño con movimientos oculares rápidos (REM) y sueño no REM (NREM) o de ondas lentas. El primero se llama así por los movimientos oculares característicos que ocurren durante esta etapa del sueño. El segundo se divide en cuatro etapas (fig. 14-7). Una persona que se queda dormida entra primero a la etapa 1, aparece un patrón electroencefalográfico con voltaje bajo y frecuencia mixta. En esta etapa temprana del sueño de ondas lentas, puede verse el ritmo θ (4 a 7 Hz). Durante todo el sueño sin movimientos oculares rápidos, se observa alguna actividad del músculo esquelético, pero no hay movimientos oculares. La etapa 2 está marcada por la aparición de las ondas sinusoidales llamadas husos del sueño (12 a 14 Hz) y ondas bifásicas ocasionales de alto voltaje denominadas complejos K. En la etapa 3, de sueño NREM, un ritmo δ de gran amplitud (0.5 a 4 Hz) domina las ondas electroencefalográficas. En la etapa 4 de sueño NREM, se observa la máxima disminución en la velocidad, con ondas grandes. Por tanto, las características del sueño profundo corresponden a un patrón de ondas lentas rítmicas, que indica sincronización marcada; a veces esto se llama sueño de ondas lentas. Aunque los ritmos θ y δ son normales durante el sueño, su aparición en la vigilia constituye un signo de disfunción cerebral.
++
+++
SUEÑO DE MOVIMIENTOS OCULARES RÁPIDOS (REM)
++
Las ondas lentas de gran amplitud observadas en el electroencefalograma durante el sueño se sustituyen de manera periódica por actividad electroencefalográfica rápida de voltaje bajo parecida a la del estado de alerta, de vigilia y de la etapa 1 del sueño (fig. 14-7). Por tal razón, el sueño REM también se llama sueño paradójico. No obstante, el sueño no se interrumpe; de hecho, se eleva el umbral para el despertar mediante estímulos sensitivos y estimulación de la formación reticular. Durante el sueño paradójico, hay movimientos oculares rápidos errantes; por esta razón, también se llama sueño REM. Otra característica de este último es la ocurrencia de grandes potenciales fásicos originados en las neuronas colinérgicas de la protuberancia anular, que pasan con rapidez al cuerpo geniculado lateral, y de allí a la corteza occipital. Se llaman espigas pontogeniculooccipitales (PGO). Durante el sueño REM se reduce mucho el tono de los músculos esqueléticos del cuello.
++
Cuando se despierta a individuos con características electroencefalográficas de sueño REM, ellos casi siempre refieren que estaban soñando, pero no los sujetos a quienes se despierta del sueño de ondas lentas. Esta observación y otra evidencia indican que el sueño REM y los sueños están muy relacionados.
++
Las imágenes con tomografía por emisión de positrones (PET) durante el sueño REM muestran aumento de la actividad en el área pontina, la amígdala y el giro anterior del cíngulo, pero disminución de la actividad en la corteza prefrontal y parietal. La actividad en las áreas de asociación visual aumenta, pero se observa un descenso en la corteza visual primaria. Esto es congruente con el aumento en la emoción y la operación de un sistema neural cerrado, separado de las áreas de actividad cerebral relacionadas con el mundo exterior.
+++
DISTRIBUCIÓN DE LAS ETAPAS DEL SUEÑO
++
En una noche típica de sueño, un adulto joven entra primero en el sueño no REM, pasa por las etapas 1 y 2, y permanece 70 a 100 min en las etapas 3 y 4. Luego el sueño se hace más ligero y sigue un periodo de sueño REM. Este ciclo se repite a intervalos de unos 90 min durante toda la noche (fig. 14-8). Los ciclos son similares, aunque se pasa menos tiempo en las etapas 3 y 4 del sueño y más en el sueño REM conforme se aproxima la mañana. Por tanto, ocurren cuatro a seis periodos de sueño REM cada noche. El sueño REM ocupa 80% del tiempo total de sueño en los recién nacidos prematuros y 50% en los nacidos de término. En consecuencia, la proporción del sueño REM disminuye rápidamente y alcanza un nivel estable en casi 25%, hasta que vuelve a disminuir a 20%, en el anciano. Los niños tienen más tiempo total de sueño y sueño en etapa 4 que los adultos.
++
+++
IMPORTANCIA DEL SUEÑO
++
El sueño ha persistido durante la evolución de los mamíferos y aves; por ello es probable que tenga importancia funcional. De hecho, si se despierta a los seres humanos cada vez que presentan sueño REM, y luego se les permite dormir sin interrupción, pasan mucho más tiempo del normal en sueño REM por algunas noches. No parece que la privación relativamente prolongada de sueño REM tenga efectos psicológicos adversos. Las ratas privadas de sueño durante periodos largos, pierden peso a pesar del aumento del consumo calórico y, al final, mueren. Varios estudios indican que el sueño es necesario para mantener el equilibrio metabólico-calórico, el equilibrio térmico y la función inmunitaria.
++
En animales de experimentación, el sueño es necesario para aprender y consolidar la memoria. Las sesiones de aprendizaje no mejoran el desempeño hasta que ocurre un periodo de sueño de ondas lentas o de ondas lentas más sueño REM. En el Recuadro clínico 14-2 se describen varios trastornos frecuentes del sueño.
++
RECUADRO CLÍNICO 14-2 Trastornos del sueño
La narcolepsia es un trastorno neurológico crónico causado por la incapacidad del cerebro para regular de modo normal los ciclos sueño-vigilia; existe pérdida súbita del tono muscular voluntario (cataplejía), una urgencia irresistible ocasional para dormir durante el día y tal vez también haya periodos breves de parálisis total al inicio o al final del sueño. Se caracteriza por inicio súbito del sueño REM, a diferencia del normal que comienza con sueño NREM de ondas lentas. La prevalencia de narcolepsia varía desde 1 en 600 en Japón hasta 1 en 500 000 en Israel; en Estados Unidos, hay un afectado por cada 1 000 personas. La narcolepsia tiene una incidencia familiar muy relacionada con un antígeno clase II del complejo mayor de histocompatibilidad en el cromosoma 6 en el locus HLA-DR2 o HLA-DQW1, lo cual implica una susceptibilidad genética a la narcolepsia. Los complejos HLA son genes interrelacionados que regulan el sistema inmunitario. Los cerebros de personas con narcolepsia, comparados con cerebros de gente sana, a menudo contienen menos neuronas productoras de hipocretina (orexina) en el hipotálamo. Se cree que el complejo HLA podría aumentar la susceptibilidad a un ataque inmunitario contra estas neuronas, lo cual conduce a su degeneración.
La apnea obstructiva del sueño (OSA) es la causa más frecuente de somnolencia diurna por sueño fragmentado por la noche, afecta a cerca de 24% de varones y 9% de las mujeres en edad madura en Estados Unidos. La respiración se interrumpe más de 10 s durante episodios frecuentes de obstrucción de la vía respiratoria superior (sobre todo la faringe) por disminución del tono muscular. La apnea causa despertares breves para restablecer el tono de la vía respiratoria superior. La persona con apnea obstructiva del sueño de manera típica comienza a roncar poco después de quedar dormida. Los ronquidos cada vez son más ruidosos hasta que son interrumpidos por un episodio de apnea, para después recomenzar con un ronquido sonoro y jadeo conforme la persona trata de respirar. La OSA no se acompaña de acortamiento del tiempo total del dormir, pero los individuos con tal tipo de apnea pasan un lapso mucho mayor en el sueño NREM de etapa 1 (de un promedio de 10% del sueño total, a 30 a 50%) y también hay un acortamiento extraordinario en el sueño de ondas lentas (etapas 3 y 4 del sueño NREM).
La fisiopatología de la apnea obstructiva del sueño incluye disminución del tono muscular al inicio del sueño y cambio en el impulso respiratorio central.
El trastorno por movimiento periódico de las extremidades (PLMD) es una extensión rítmica estereotipada del primer dedo del pie con dorsiflexión del tobillo y la rodilla durante el sueño, el cual dura entre 0.5 y 10 s y recurre a intervalos de 20 a 90 s. En realidad, los movimientos varían desde el ligero y continuo del tobillo o los dedos hasta bruscas patadas fuertes y sacudidas de brazos y piernas. Los registros electromiográficos (EMG) muestran brotes de actividad durante las primeras horas del sueño NREM acompañados de signos electroencefalográficos breves de despertar. Tal vez aumente la duración de la etapa 1 del sueño NREM y quizá disminuya la de las etapas 3 y 4 en comparación con testigos de la misma edad. Se informa que el trastorno por movimiento periódico de las extremidades aparece en 5% de las personas entre 30 y 50 años de edad, y aumenta hasta 44% entre los sujetos mayores de 65 años de vida. Este trastorno es similar al síndrome de las piernas inquietas, en el cual los individuos tienen una urgencia irresistible de mover las piernas mientras se hallan en reposo durante todo el día.
El sonambulismo, la enuresis nocturna y los terrores nocturnos se conocen como parasomnias; éstos son trastornos del sueño relacionados con despertares desde el sueño NREM y en el REM. Los episodios de sonambulismo son más frecuentes en niños en comparación con los adultos, y ocurren sobre todo en varones. Pueden durar varios minutos. Los sonámbulos caminan con los ojos abiertos y evitan obstáculos, pero cuando se les despierta no recuerdan los episodios.
AVANCES TERAPÉUTICOS La somnolencia diurna excesiva en sujetos con narcolepsia se trata con estimulantes similares a los anfetamínicos que incluyen modafinilo, metilfenidato y metanfetaminas. Se utiliza el hidroxibutirato gamma (GHB, gamma hydroxybutyrate) para disminuir la frecuencia de ataques de cataplexia y la incidencia de lapsos de somnolencia diurna. La cataplexia suele tratarse con antidepresivos como imipramina y desipramina, pero éstos no se han aprobado oficialmente en Estados Unidos por la US Federal Drug Administration para tal uso. El tratamiento más común de la OSA es la presión positiva continua de las vías respiratorias (CPAP,continuous positive airflow pressure), sistema que aumenta la presión de las vías respiratorias para evitar su colapso. Con los fármacos por lo común se ha obtenido escaso o nulo beneficio para tratar OSA. Se utilizan para tratar PLMD los fármacos que se emplean para combatir la enfermedad de Parkinson, que son los agonistas dopamínicos.