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Funciones cognitivas del sueño
Pablo TorteroloLaboratorio de Neurobiología del Sueño
Departamento de FisiologíaFacultad de Medicina-UdelaR
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Otto Loewi. Premio Nobel en Fisiología y Medicina, 1936
“Insights” durante el sueño
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- Las Funciones Cognitivas particulares o la consciencia en general son una función de la vigilia…
- Durante el sueño se pierden/alteran la funciones cognitivas.
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“Every one knows what consciousness is: it is what abandons you every evening when you fall asleep and reappears the next morning when you wake up.”
Gerald Edelman. Premio Nobel en Fisiología y Medicina, 1971
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Correlato neural de la consciencia.
- Áreas y actividades neurales de la que emergería la actividad subjetiva de la consciencia.
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“Hard Problem”.
- Incapacidad para explicar con términos científicos el fenómeno subjetivo de la consciencia.
David Chalmers
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Para que haya consciencia:
- Activación
- Contenido
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”…the thalamo-cortical system is ultimately responsible for the generation of consciousness" .
Rodolfo Llinas
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Merker (2007). Trends in Cognitive 9:556
Anencefalia
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Merker (2007). Trends in Cognitive 9:556
Anencefalia. Estado vegetativo
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Laureys et al. (1999). J Neurol Neurosugr Psychat 67:121
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Torterolo et al. (2014). Anal Fac Med, 1:24
Sistemas activadores
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Laureys et al. (2004). The Lancet 3:537
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Sueños (actividad onírica).
Dement y Kleitman: experiencias perceptualmente vividas y coherentes desde el punto de vista narrativo.
Foulkes: cualquier experiencia mental durante el sueño.
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Estados comportamentales y funciones cognitivas
Vigilia- alerta- tranquila-“day-dreaming”
NREM- N1, “sleep onset” o hipnagogia.- N2 (“covert REM sleep”)- N3
REM
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Estados disociados y funciones cognitivas
“Despertar motor, con funciones cognitivas de sueño” - Sonambulismo (sueño NREM) - Desórden del sueño REM
“Estado disociado cognitivo” - Inercia del sueño (aspectos de sueño NREM en vigilia)- Alucinaciones hipnagógicas (aspectos de sueño REM en vigilia) - Sueños lúcidos (aspectos de vigilia en sueño REM)
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Vigilia
- Actividad sensorial.- Atención - Todos los sistemas activadores están encendidos.
EEG- Ausencia de ondas lentas.- Importante potencia y coherencia gamma (≈40 Hz).
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Llinas et al. (1998). Phil Trans R Soc Lond 353:1841
La actividad Gamma (≈ 40 Hz) es alta y coherente durante la vigilia
Time (s)
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Sueño NREM
- NO actividad sensorial. - Los sistemas activadores están apagados.
EEG - Ondas lentas, husos de sueño- Baja actividad y coherencia gamma
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Steriade et al. (2001). J Neurophysiol., 85:1969
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Brown et al. (2010). New Engl J of Med., 363:2638
Similitudes entre el sueño lento profundo y la anestesia
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La sincronización durante las crisis de ausencia determina la inconciencia
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En los estados sincronizados, NO hay actividad cognitiva
- Sueño lento profundo- Anestesia general- Crisis de ausencia
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Nofzinger (2005). Sleep Med Rev 9:157
Las cortezas de asociación y el tálamo son las que mas se inhiben durante el sueño lento
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Bassetti et al. (2000). The Lancet 356:484
El sonambulismo ocurre durante el sueño lento
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Bassetti et al. (2000). The Lancet 356:484
Actividad encefálica durante el sonambulismo
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Balkin et al. (2002). Brain 125:2308
Actividad encefálica durante la inercia o “borrachera” de sueño
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Sueño causado por el vuelo de una abeja alrededor de una granada un segundo antes de despertar. Salvador Dalí
Sueño REM
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Sueño REM
- NO actividad sensorial.- Enciende sistema colinérgico, se apaga el monoaminérgico.- Ondas PGO.
EEG - Ausencia de ondas lentas.- Actividad gamma.- NO coherencia gamma.
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Morrison (1983). Sci Am., 248:94-102
Sueño REM sin atonía
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Schenk y Mahowald (2003). Neurol. Clin., 23:1107
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Schenk y Mahowald (2003). Neurol. Clin., 23:1107
Desórden del sueño REM
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Schenk et al. (2009). J. Forensic Sci., 54:6
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- Correlación entre la intensidad del REM y la del sueño. - Correlación entre la duración del REM y la del sueño.
- Correlación entre los movimientos de los ojos o del cuerpo (en RBD) y lo vivido en los sueños.
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Características de la actividad onírica (1)
- No se recuerda. No hay consolidación de la memoria.
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“…el loco es alguien que sueña despierto”. Immanuel Kant
“…los sueños son pequeñas locuras y la locura es un gran sueño”. Arthur Schopenhauer
“…investigue sobre los sueños, conocerá todo sobre la locura”. Hughlings Jackson
“Sobre la ciudad”. Marc Chagall
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Características de la actividad onírica (2)
Sensorial- Alucinaciones visuales y auditivos (intensos pero sin percepción de detalles).- Vívidas (vividas como reales).- Bizarros: desorientados en tiempo y espacio, irracionales.- Alto contenido emocional (con predominio de emociones negativas).
Motora - Importante actividad física “virtual” (gran actividad de la Cx. motora).
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Otros elementos- Totalmente enfocados en la historia (nada lo distrae). - Raramente episódicos. - Recogen elementos de lo vivido durante el día (residuos del día).
- Asociaciones de memorias lejanas (diferentes asociaciones que en vigilia).
Características de la actividad onírica (3)
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Características de la actividad onírica (4)
- No reflexivo; todo se acepta como real.- No metacognición (no se reconoce que se esta soñando).- No volición (no se dirigen los sueños).- Poco pensamiento abstracto.
- Sueño REM: conciencia primaria o protoconciencia
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Vigilia Sueño NREM Sueño REM
Neuronas “REM-on” y neuronas “REM-off”
Sistemas activadores y sueño REM
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Hobson y Pace Schott (2002). Nat. Rev., 3:679
Patrones de activación distintos en la vigilia y el sueño
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Swartz y Maquet (2002). Trends Cognitive Sciences 6:23
Diferencias en la actividad encefálica entre sueño REM y vigilia
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Alertwakefulness
REM sleep
Castro et al. (2013). Eur J Neuroscience, 37:1330
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Características de los sueños, en relación a su posiblefunción/es
- La actividad onírica se produce principalmente durante el sueño REM o está relacionada con este (actividad onírica: propiedad emergente del sueño REM).
- NO se puede separar o diferenciar la función del sueño de la actividadneural del sueño REM.
- Teoría de la función de los sueños debe abarcar la filogenia y ontogeniadel sueño REM.
- NO es necesario que sea recordado.
- REM/sueño, cambio plástico de la actividad tálamo-cortical que modificala vigilia posterior (mejora emoción, aprendizaje-memoria, nos entrenavirtualmente para solucionar una futura dificultad).
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Posibles funciones de la actividad onírica del sueño:
- Se “nutre” de la vigilia anterior y “sirve” a la vigilia posterior.
- Lo que “sería más crítico” para la vigilia posterior, es la actividad cerebral de la que emerge la actividad onírica.
Conclusiones (1)
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Posibles funciones de la actividad cerebral durante el sueño:
- Desarrollo y mantenimiento neural.
- Reorganizar memorias (consolidar, ordenar y adecuar).
- Simulación o práctica virtual para predecir y prepararnos para posibles escenarios.
Conclusiones (2)
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La siesta. Joan Miro