Capítulo 3

Definir y provocar el sueño

La dilatación del tiempo y qué aprendimos de un bebé en 1952

Tal vez llegas tarde a casa una noche con un amigo, entras en la sala y ves a alguien de tu familia (llamémoslo Jessica) tumbado en el sofá, silencioso, con el cuerpo recostado y la cabeza inclinada hacia un lado. Inmediatamente, te vuelves hacia tu amigo y le dices: «¡Chissst! Jessica está durmiendo». Pero ¿cómo lo has sabido? La has mirado menos de un segundo, pero has tenido pocas dudas sobre su estado. ¿Por qué, en cambio, no has pensado que Jessica estaba en coma o, peor aún, muerta?

Identificar el propio sueño

Tu rápida conclusión de que Jessica está dormida probablemente sea la correcta. Tal vez lo confirmes al golpear algo accidentalmente y despertarla. Con el tiempo, nos hemos vuelto increíblemente buenos reconociendo las distintas señales que nos indican que otra persona está dormida. Son señales tan fiables que los científicos han consensuado un conjunto de características observables que les permiten determinar la presencia de sueño en los humanos y en otras especies.

En el ejemplo de Jessica podemos encontrar casi todas estas pistas. En primer lugar, los organismos que duermen adoptan una posición estereotípica. En los animales terrestres, esta postura suele ser horizontal, como la de Jessica en el sofá. En segundo lugar, y relacionado con lo anterior, en los organismos dormidos el tono muscular se reduce. Esto es más evidente en la relajación de los músculos esqueléticos posturales (antigravitatorios), es decir, esos que te mantienen erguido y evitan que te caigas al suelo. A medida que estos músculos liberan su tensión en el sueño ligero y luego en el profundo, el cuerpo se encorva hacia abajo. Un organismo dormido se acomodará sobre lo que tenga debajo, como evidencia la posición inclinada de la cabeza de Jessica. En tercer lugar, las personas que duermen no muestran ninguna comunicación o capacidad de respuesta. Jessica no mostró ningún gesto de orientarse hacia ti cuando entraste en la habitación, como habría hecho si estuviera despierta. La cuarta característica definitoria del sueño es que resulta fácilmente reversible, lo que lo diferencia del coma, la anestesia, la hibernación y la muerte. Recuerda que cuando golpeaste el objeto en el salón, Jessica se despertó. En quinto lugar, como ya explicamos en el capítulo anterior, el sueño sigue un patrón temporal predecible cada 24 horas a partir del ritmo circadiano procedente del núcleo supraquiasmático. Los humanos somos diurnos; por tanto, preferimos estar despiertos durante el día y dormir por la noche.

Ahora deja que te haga otra pregunta: ¿cómo sabes que has dormido? Esta evaluación la haces con más frecuencia con respecto a tu sueño que con respecto al de otros. Con un poco de suerte, cada mañana vuelves al mundo sabiendo que has estado durmiendo. Esta autoevaluación del sueño es tan sensible que incluso puedes ir un paso más allá y determinar si has tenido un sueño de alta o poca calidad. Esta es otra forma de medir el sueño: a través de una valoración fenomenológica en primera persona que utiliza señales distintas a las que te sirven para determinar si otra persona está durmiendo.

En este caso, existen también indicadores universales que te permiten constatar de forma convincente el sueño. De hecho, se trata de dos indicadores. El primero de ellos es la pérdida de la conciencia externa: dejas de percibir el mundo exterior. Ya no eres consciente de todo lo que te rodea, al menos no de forma explícita. Sin embargo, tus oídos todavía están «escuchando» y tus ojos, aunque cerrados, todavía son capaces de «ver». Y pasa lo mismo con los otros órganos de los sentidos: la nariz (olfato), la lengua (gusto) y la piel (tacto).

Tu cerebro todavía recibe todas estas señales, pero es aquí, en la zona de convergencia sensorial, donde termina ese viaje mientras duermes. Las señales quedan bloqueadas por una barrera perceptiva establecida por el tálamo. Más pequeño que un limón, de estructura lisa y forma ovalada, el tálamo es la puerta sensorial del cerebro. Decide qué señales sensoriales pasan a través de su puerta y cuáles no. Si obtienen el privilegio de pasar, estas señales se enviarán hasta la corteza, en la parte superior de tu cerebro, donde se percibirán de forma consciente. Al cerrar con llave sus puertas al principio de un sueño saludable, el tálamo impone un apagón sensorial al cerebro, lo que impide que esas señales se desplacen hacia la corteza. Como resultado, ya no eres consciente de las señales de información que se transmiten desde tus órganos sensoriales externos. En este momento, tu cerebro ha perdido contacto con el mundo exterior circundante. Dicho de otra manera, ahora estás dormido.

La segunda característica que te permite establecer un juicio sobre tu propio sueño es una sensación de distorsión del tiempo que se vive de dos maneras contradictorias. En el nivel más obvio, cuando duermes pierdes tu sentido consciente del tiempo, algo equivalente a un vacío cronométrico. Piensa en la última vez que te quedaste dormido en un avión. Cuando te despertaste, probablemente miraste un reloj para saber cuánto habías dormido. ¿Por qué? Porque perdiste la capacidad de seguir el tiempo de forma explícita mientras dormías. Este vacío temporal, que percibes retrospectivamente al despertar, te permite confirmar que has estado durmiendo.

Pero, aunque tu seguimiento consciente del tiempo se pierde durante el sueño, a un nivel no consciente tu cerebro continúa catalogándolo con una precisión increíble. Estoy seguro de que has vivido la experiencia de tener que despertarte a una hora determinada a la mañana siguiente. Tal vez debías tomar un vuelo temprano. Antes de irte a dormir, pones meticulosamente tu alarma a las seis de la mañana. Sin embargo, como por milagro, te despiertas a las 5.58 de la mañana sin ayuda, justo antes de que suene el despertador. Al parecer, tu cerebro todavía es capaz de registrar el tiempo. Como ocurre con muchos otros fenómenos del cerebro, sencillamente no tienes un acceso explícito a esta percepción precisa del tiempo durante el sueño. Todo flota bajo el radar de la conciencia, y sale a la superficie solo cuando es necesario.

Hay una última distorsión temporal que vale la pena mencionar: la de la dilatación del tiempo en los sueños. En los sueños, el tiempo suele «estirarse». Piensa en la última vez que te despertó la alarma en medio de un sueño y, tras detenerla, decidiste darte otros cinco deliciosos minutos antes de levantarte. Vuelves a soñar. Después de ese breve espacio de tiempo, la alarma vuelve a activarse. Aunque solo han pasado unos pocos minutos, puedes tener la sensación de que has estado soñando durante una hora, tal vez más. A diferencia de la fase del sueño durante la que no sueñas, en la que pierdes el sentido del tiempo, en los sueños lo percibes de alguna manera. Lo que pasa es que esa percepción no es muy precisa: por lo general, parece que el tiempo del sueño se prolongue, como si se «estirase» en comparación con el tiempo real.

Aunque las razones de esa expansión del tiempo no están del todo claras, los registros de las células cerebrales tomados en experimentos recientes arrojan pistas prometedoras. En un estudio, se permitió a unas ratas correr por un laberinto. A medida que los roedores aprendían la distribución espacial, los investigadores registraron los patrones característicos de la activación de las células cerebrales. Continuaron tomando registros de estas células fijadoras de la memoria cuando las ratas se durmieron, y escucharon sus cerebros durante las distintas etapas del sueño, incluida la fase de movimientos oculares rápidos (REM, por sus siglas en inglés), el principal escenario de los sueños en los humanos.

El primer resultado sorprendente fue que el patrón característico de activación de las células cerebrales observado cuando las ratas aprendían el laberinto reapareció durante el sueño una y otra vez. Es decir, los recuerdos se «reproducían» en la actividad de las células cerebrales mientras las ratas dormían. El segundo hallazgo sorprendente fue la velocidad de la repetición. Durante el sueño REM, los recuerdos se reproducían mucho más lentamente, aproximadamente a la mitad o a un cuarto de la velocidad registrada cuando las ratas estaban despiertas y aprendiendo el laberinto. Este lento recuento neuronal de los acontecimientos del día es la mejor evidencia que tenemos hasta la fecha para explicar nuestra propia experiencia de prolongación del tiempo en el sueño REM. Esta gran desaceleración del tiempo neuronal puede ser la razón por la que sentimos que la vida de nuestros sueños dura mucho más de lo que afirman nuestros despertadores.

Una revelación infantil: dos tipos de sueño

Aunque todos somos capaces de determinar cuándo alguien está dormido y cuándo nosotros mismos hemos dormido, la regla para la verificación científica del sueño requiere que se registren, mediante electrodos, señales procedentes de tres regiones diferentes: 1) actividad de las ondas cerebrales, 2) actividad de movimiento de los ojos y 3) actividad muscular. Estas señales reciben en su conjunto el nombre de polisomnografía (PSG), que significa «lectura (gráfico) del sueño (somnus), que se compone de señales múltiples (poli)».

Utilizando este conjunto de medidas, se llevó a cabo en 1952, en la Universidad de Chicago, el que probablemente sea el mayor descubrimiento en el área de la investigación del sueño. Lo realizó Eugene Aserinsky (entonces, un estudiante de grado) y el profesor Nathaniel Kleitman, famoso por el experimento de la Mammoth Cave que explicamos en el capítulo 2.

Aserinsky había estado documentando cuidadosamente los patrones de movimiento de los ojos de los bebés durante el día y la noche. Se dio cuenta de que había períodos de sueño durante los que sus ojos se movían rápidamente bajo los párpados. Además, estas fases del sueño se acompañaban de ondas cerebrales especialmente activas, casi idénticas a las que se observan cuando el cerebro está totalmente despierto. Intercaladas entre estas fases de sueño activo, había prolongadas franjas de tiempo durante las que los ojos se calmaban y descansaban inmóviles. Durante estos períodos de inactividad, las ondas cerebrales también se calmaban y se movían lentamente hacia arriba y hacia abajo.

Por si eso no fuera lo bastante extraño, Aserinsky también observó que estas dos fases del sueño —sueño con y sin movimientos oculares— se repetían en un patrón bastante regular a largo de toda la noche una y otra vez.

Haciendo gala del escepticismo propio de los profesores, su mentor, Kleitman, quiso replicar los resultados antes de otorgarles validez. Tenía propensión a incluir a sus familiares y seres queridos en sus experimentos, y para esta investigación escogió a su pequeña hija Ester. Los resultados se repitieron. En ese momento, Kleitman y Aserinsky se dieron cuenta del profundo descubrimiento que habían llevado a cabo: los humanos no duermen sin más, sino que pasan por dos ciclos de sueño completamente diferentes. Se basaron en los movimientos oculares para poner nombre a esos estadios del sueño: fase REM (del inglés, rapid eye movement) y no-REM (del inglés, non-rapid eye movement).

Con la ayuda de otro estudiante de Kleitman, William Dement, demostraron además que el sueño REM, durante el cual la actividad cerebral era casi idéntica a cuando estamos despiertos, estaba íntimamente conectado con la experiencia que llamamos soñar, y que a menudo se denomina fase de sueño.

La fase no-REM se siguió estudiando en años posteriores, subdividiéndose en cuatro etapas distintas que recibieron una denominación poco imaginativa.

Se las llamó etapas no-REM 1 a 4 (nosotros, los investigadores del sueño, somos gente creativa), en función de su nivel de profundidad. Las etapas 3 y 4 son, por tanto, las de sueño no-REM más profundo, definiéndose la «profundidad» como la dificultad cada vez mayor para que un individuo salga de las etapas 3 y 4 de no-REM, en comparación con las etapas 1 y 2.

El ciclo del sueño

En los años transcurridos desde el experimento realizado con la pequeña Ester, hemos descubierto que las dos fases del sueño (REM y no-REM) libran cada noche una batalla recurrente por el dominio del cerebro. La contienda cerebral entre los dos ciclos se gana y se pierde cada noventa minutos, siendo dominada primero por el sueño no-REM y luego por el sueño REM. Apenas termina la batalla, comienza de nuevo, repitiéndose cada noventa minutos. El seguimiento de esta extraordinaria montaña rusa de flujo y reflujo durante la noche revela la hermosa arquitectura de los ciclos del sueño que se muestra en la figura 8.

En el eje vertical están los diferentes estados del cerebro, con la vigilia en la parte superior, luego el sueño REM y después los estados descendentes del sueño no-REM, con sus etapas 1 a 4. En el eje horizontal vemos las horas de la noche, desde las 11 de la noche, a la izquierda, hasta las siete de la mañana, a la derecha. El nombre técnico de este gráfico es hipnograma o gráfico de sueño.

Si no hubiera añadido a la figura las líneas discontinuas verticales que delimitan cada ciclo de noventa minutos, habrías tenido dificultades para identificar el patrón repetitivo de noventa minutos. Al menos, el que esperarías ver a partir de mi descripción anterior. La causa es otra característica peculiar del sueño: un perfil desequilibrado entre sus etapas. Si bien es cierto que durante toda la noche nos movemos hacia delante y hacia atrás entre las fases no-REM y REM cada noventa minutos, la proporción entre sueño no-REM y sueño REM dentro de cada ciclo de noventa minutos cambia drásticamente a lo largo de la noche. En la primera mitad de la noche, la gran mayoría de nuestros ciclos de noventa minutos se consumen con un sueño no-REM profundo y muy poco sueño REM, como se ve en el ciclo 1 de la figura anterior. Pero a medida que nos adentramos en la segunda mitad de la noche, este equilibrio cambia, siendo el sueño REM el que domina, con muy poca o ninguna presencia de sueño no-REM. El ciclo 5 es un ejemplo perfecto de este tipo de sueño dominado por la fase REM.

¿Por qué la madre naturaleza diseñó esta extraña y compleja ecuación de despliegue de las etapas del sueño? ¿Cuál es la razón de esa repetición de ciclos entre las fases no-REM y REM? ¿Por qué no pasar primero por todas las etapas del sueño no-REM y luego por todo el sueño REM necesario, o a la inversa? Si eso resulta demasiado arriesgado debido a la remota posibilidad de que un animal pudiera obtener en algún momento solo una noche parcial de sueño, ¿por qué no mantener la proporción dentro de cada ciclo, colocando el mismo número de huevos en cada canasta, por así decirlo? ¿Por qué colocar al principio la mayoría de ellos en una sola canasta, para después, avanzada la noche, invertir ese desequilibrio? ¿Por qué esa variación? ¿No resulta excesivamente extenuante todo ese duro trabajo evolutivo para poner en marcha un sistema de acción biológica tan intrincado?

No hay acuerdo científico sobre la razón por la que nuestros ciclos del sueño (y los de los mamíferos y las aves) siguen este patrón repetitivo y espectacularmente asimétrico, aunque sí existen varias teorías. Yo he propuesto la explicación de que la interacción irregular hacia atrás y hacia delante de las fases no-REM y REM del sueño es necesaria para remodelar y actualizar con elegancia tus circuitos neuronales durante la noche, logrando con ello gestionar el espacio de almacenamiento limitado en el cerebro. Dada la limitación de almacenamiento impuesta por el número de neuronas y conexiones en las estructuras dedicadas a la memoria, necesitamos encontrar el «punto óptimo» que nos permita mantener información antigua y, al mismo tiempo, dejar suficiente espacio para la nueva. Equilibrar esta ecuación de almacenamiento requiere que se identifique qué recuerdos son recientes e importantes, y cuáles de los existentes son coincidentes, redundantes o sencillamente ya no son relevantes.

Como descubriremos en el capítulo 6, una función clave del sueño no-REM profundo, que predomina a primera hora de la noche, es hacer el trabajo de limpieza y eliminación de las conexiones neuronales innecesarias. En cambio, la etapa de sueño REM, que predomina más tarde, interviene en el refuerzo de esas conexiones.

Si combinamos estas dos funciones, obtenemos al menos una explicación escueta de por qué los dos tipos de sueño se alternan durante la noche, y por qué estos ciclos están dominados inicialmente por el sueño no-REM y después, en la segunda mitad de la noche, por el sueño REM. Piensa en la creación de una pieza de escultura con un bloque de arcilla. Se empieza colocando una gran cantidad de material sobre una base (toda la masa de recuerdos almacenados, recientes y antiguos, ofrecidos al sueño cada noche). Luego se hace una eliminación inicial y extensa de la materia superflua (períodos largos de sueño no-REM), y después pueden destacarse levemente los primeros detalles (períodos REM cortos). Tras esta primera sesión, las manos realizan una segunda ronda de modelado profundo (otra larga fase de sueño no-REM), a lo que sigue la tarea de delimitar un poco más algunas estructuras (un poco más de sueño REM). Después de algunos ciclos más de trabajo, las exigencias del equilibrio escultórico han cambiado. Se han tallado todas las características principales a partir de la masa original de materia prima. Ahora, con la arcilla restante, las acciones del escultor y sus herramientas deben modificarse para lograr el objetivo de reforzar los elementos y mejorar las funciones del resto del material (una tarea para la que se requieren las capacidades del sueño REM, relegando al sueño no-REM a una posición secundaria o muy limitada).

De esta forma, el sueño puede gestionar y resolver de manera elegante nuestra crisis de almacenamiento de memoria. La fuerza modeladora general del sueño no-REM domina en un primer momento, para dejar paso después a la mano escultora del sueño REM, que mezcla, interconecta y agrega detalles. Como la experiencia de la vida siempre es cambiante y exige que nuestro catálogo de recuerdos se actualice hasta el infinito, nuestra escultura autobiográfica de experiencias almacenadas nunca se completa del todo. Como resultado, el cerebro necesita que cada noche vuelva a comenzar el sueño, con sus distintas etapas, para actualizar nuestras redes de recuerdos a partir de los acontecimientos del día anterior. Esta es una de las razones —sospecho que entre muchas— que explican la naturaleza cíclica del sueño no-REM y REM, así como el desequilibrio en su distribución durante la noche.

Este perfil de sueño —una primera fase de dominio del sueño no-REM, seguida de otra en la que lo predominante es el sueño REM— conlleva un peligro del que el público en general no tiene conciencia. Digamos que esta noche te vas a la cama a las 12. Pero en lugar de despertarte a las ocho de la mañana después de haber dormido ocho horas, tienes que despertarte a las seis porque tienes una reunión a primera hora o porque eres un atleta y tu entrenador te convoca a un entrenamiento temprano. ¿Qué porcentaje de sueño perderás? La respuesta lógica es el 25 %, porque al despertarte a las seis de la mañana perderás dos horas de sueño de las ocho que habrías dormido cualquier otro día. Pero eso no es del todo cierto. Dado que tu cerebro desea la mayor parte de su sueño REM en la última parte de la noche, aunque solo pierdas el 25 % de tus horas totales de sueño, estarás perdiendo del 60 % al 90 % de tu sueño REM. Esto es así en ambos sentidos. Si te despiertas a las ocho de la mañana, pero no te fuiste a la cama hasta las dos, habrás perdido una cantidad importante de sueño no-REM profundo. Como una dieta desequilibrada en la que solo comes hidratos de carbono y te quedas desnutrido por la ausencia de proteínas, los cambios en la alternancia de fases no-REM y REM, ambas imprescindibles para realizar distintas funciones cerebrales y corporales fundamentales, dan como resultado innumerables alteraciones de la salud física y mental, como veremos en capítulos posteriores. Cuando se trata de dormir, no puedes pretender saltarte una parte del sueño y seguir como si nada.

Cómo genera el sueño tu cerebro

Si esta noche te invitara a mi laboratorio del sueño en la Universidad de California en Berkeley, colocara electrodos en tu cabeza y tu cara y te dejara dormir, ¿qué aspecto tendrían tus ondas cerebrales? ¿En qué se diferenciarían esos patrones de actividad cerebral de los que mostrarías en este momento, mientras lees esta frase y estás despierto? ¿Cómo determinan estos diferentes cambios eléctricos en el cerebro que estés en estado consciente (vigilia), no consciente (sueño no-REM) o en estado de alucinación consciente o soñando (sueño REM)?

Si eres un adulto joven o de mediana edad y con buena salud (hablaremos del sueño en la infancia, la vejez y la enfermedad un poco más adelante), las tres líneas onduladas de la figura 9 representan los tres tipos distintos de actividad eléctrica que podría registrar midiendo tu cerebro. Cada línea representa treinta segundos de actividad cerebral en estos tres estados diferentes: 1) vigilia, 2) sueño no-REM profundo y 3) sueño REM.

Antes de irte a la cama, tu actividad cerebral es frenética, lo que significa que las ondas cerebrales oscilan (subiendo y bajando) tal vez treinta o cuarenta veces por segundo, algo parecido a un redoble muy rápido. Esto se denomina actividad cerebral de «frecuencia rápida». No existe un patrón predecible para este tipo de onda cerebral; es decir, un redoble no solo es rápido, sino también errático. Si te pido que pronostiques los próximos segundos de actividad golpeteando al ritmo de las ondas, no podrás hacerlo porque son muy asincrónicas, no siguen un ritmo discernible: si convirtieras tus ondas cerebrales en sonido, te resultaría imposible bailarlo. Estas características eléctricas definen la vigilia total: una actividad de ondas cerebrales caóticas de frecuencia rápida.

Tal vez esperabas que la actividad general de tus ondas cerebrales fuera perfectamente coherente y muy sincrónica cuando estás despierto, en consonancia con el orden de tu pensamiento (en su mayor parte) lógico durante la vigilia. El caos eléctrico contradictorio se explica por el hecho de que las diferentes partes de tu cerebro despierto procesan diferentes fragmentos de información. Cuando se suman, dan lugar a un patrón de actividad que, tal y como lo registran los electrodos colocados en tu cabeza, resulta confuso y desconcertante.

Podemos utilizar una analogía para entenderlo. Piensa en un gran estadio de futbol lleno de miles de espectadores. Colgando en el centro del estadio hay un micrófono. Cada una de las personas allí congregadas representa una célula cerebral; están sentadas en diferentes partes del estadio, como agrupadas en diferentes regiones del cerebro. El micrófono (un dispositivo de grabación) es el electrodo colocado en la parte superior de la cabeza.

Antes de que comience el partido, todas las personas del estadio hablan de cosas distintas en momentos diferentes. No hay una única conversación, sino charlas desincronizadas. Como resultado, el resumen del parloteo que recogemos con el micrófono colocado sobre la cabeza es caótico, sin una voz clara y unificada.

Cuando colocamos un electrodo sobre la cabeza de una persona, como hacemos en mi laboratorio, lo que medimos es la suma de la actividad de las neuronas bajo la superficie del cuero cabelludo mientras procesan diferentes corrientes de información (sonidos, visiones, olores, sentimientos, emociones) en diferentes momentos del tiempo. Procesar tal volumen de información de tipos tan distintos hace que tus ondas cerebrales sean muy rápidas, frenéticas y caóticas.

Una vez tumbado en una cama de mi laboratorio del sueño, con las luces apagadas y quizá después de dar unas cuantas vueltas, te alejarás de las orillas de la vigilia para entregarte al sueño. Primero, te adentrarás en las aguas poco profundas del sueño no-REM: etapas 1 y 2. Seguidamente, ingresarás en las etapas 3 y 4 del sueño no-REM, que se agrupan bajo el término general de «sueño de onda lenta». Si observas los patrones de las ondas cerebrales de la figura 9 y te centras en la línea media, podrás comprender por qué. En el sueño profundo de ondas lentas, el ritmo ascendente y descendente de la actividad de las ondas cerebrales se desacelera muchísimo, pasando a ser aproximadamente de entre dos y cuatro ondas por segundo: diez veces más lento que la intensa velocidad de la actividad cerebral que mostrabas cuando estabas despierto.

Hay que remarcar que las ondas lentas del sueño no-REM también son más sincrónicas y predecibles que las ondas de la actividad cerebral en vigilia. De hecho, son tan predecibles que puedes adivinar los próximos compases de la canción eléctrica del sueño no-REM a partir de los compases anteriores. Si convirtiera la profunda actividad rítmica de tu sueño no-REM en sonido y lo reprodujera por la mañana para que lo escucharas —cosa que hicimos en el proyecto de sonificación del sueño—, podrías encontrar tu propio ritmo y movimiento en el tiempo, balanceándose suavemente hacia una medida lenta y pulsante.

Pero mientras escucharas y te mecieras con el latido de las ondas cerebrales de tu sueño profundo, algo más se haría evidente. De vez en cuando, un nuevo sonido se superpondría al ritmo de onda lenta. Sería breve, duraría solo unos segundos, pero siempre aparecería en el compás acentuado del ciclo de onda lenta. Lo percibirías como el sonido de un trino rápido, no muy diferente del fuerte sonido de la letra erre en ciertos idiomas, como el hindi o el español, o como el fugaz ronroneo que emite un gato satisfecho.

Lo que estarías escuchando sería un huso del sueño, una contundente ráfaga de actividad de ondas cerebrales que a menudo se adhiere al extremo de cada onda lenta individual. Los husos del sueño aparecen tanto en la etapa profunda como en la ligera del sueño no-REM, incluso antes de que las lentas y potentes ondas cerebrales del sueño profundo empiecen a aumentar y a predominar. Una de sus muchas funciones es trabajar como soldados nocturnos que protegen el sueño aislando al cerebro de los ruidos externos. Cuanto más potentes y frecuentes son los husos del sueño de una persona, más resistente es a los ruidos externos, que de otro modo la despertarían.

Volviendo a las ondas lentas del sueño profundo, hemos descubierto algo fascinante sobre su lugar de origen y sobre cómo recorren la superficie del cerebro. Coloca un dedo entre tus ojos, justo encima del puente de la nariz. Ahora deslízalo hacia arriba sobre la frente unos cinco centímetros. En ese punto es donde se generarán la mayoría de las ondas cerebrales de sueño profundo cuando te acuestes esta noche: justo en medio del lóbulo frontal. Es el epicentro o foco desde donde emerge la mayor parte de las ondas de tu sueño profundo. Sin embargo, las ondas de sueño profundo no se irradian en círculos perfectos. Por el contrario, casi todas tus ondas cerebrales de sueño profundo viajarán en una dirección: desde la parte frontal de tu cerebro hasta la parte posterior. Son como las ondas de sonido que emite un altavoz, que se orientan a una dirección predominante desde el altavoz hacia afuera (siempre suena más fuerte delante del altavoz que detrás de él). Y al igual que un altavoz que emite sus ondas a través de un extenso espacio, la fuerza de las ondas lentas que generarás esta noche se disipará gradualmente a medida que avancen, sin rebote ni retorno, hasta la parte posterior del cerebro.

Ya en las décadas de 1950 y 1960, cuando los científicos empezaron a medir las ondas cerebrales lentas, se hizo una suposición comprensible: que este ritmo eléctrico pausado e incluso de aspecto perezoso de la actividad cerebral eléctrica reflejaba la actividad de un cerebro inactivo o aletargado. Fue una corazonada razonable considerando que las ondas cerebrales más profundas y más lentas del sueño no-REM se parecen a las que se observan en los pacientes bajo anestesia o incluso en ciertas formas de coma. Pero esta suposición era completamente errónea. Nada podría estar más lejos de la verdad. Lo que en realidad estás experimentando durante el sueño profundo de la fase no-REM es una de las muestras más épicas de colaboración neuronal que conocemos. A través de un asombroso acto de autoorganización, muchos miles de células cerebrales deciden unirse y «cantar», o disparar, al mismo tiempo. Cada vez que observo este asombroso acto de sincronización neuronal que tiene lugar por la noche en mi propio laboratorio de investigación, me siento sobrecogido: el sueño es realmente un fenómeno digno de admiración.

Volviendo a la analogía del micrófono que cuelga sobre el estadio de fútbol, piensa ahora en el sueño jugando su partido. La multitud (las miles de células cerebrales) ha pasado de la charla incesante y caótica de antes del juego (vigilia) a un estado unificado (sueño profundo). Sus voces se han unido en un canto parecido a un mantra: la canción del sueño no-REM profundo. Gritan todos a la vez eufóricamente, creando una gran actividad de ondas cerebrales, y luego se quedan en silencio varios segundos, lo que se refleja en el profundo y prolongado punto mínimo de la onda. Desde el micrófono de nuestro estadio recogemos el rugido claramente definido de la multitud, seguido de una larga pausa de respiración. Al darse cuenta de que la magia rítmica de las ondas lentas y profundas del sueño no-REM era en realidad un estado altamente activo y meticulosamente coordinado de unidad cerebral, los científicos se vieron obligados a abandonar cualquier idea que representara al sueño profundo como un estado de semihibernación o de aletargamiento.

Comprender esta impresionante armonía eléctrica, que se extiende a través de tu cerebro cientos de veces cada noche, también ayuda a entender tu pérdida de conciencia exterior. Comienza bajo la superficie del cerebro, en el interior del tálamo. Recuerda que cuando nos quedamos dormidos, el tálamo —la puerta sensorial situada en el centro del cerebro— bloquea la transferencia de señales procedentes de la percepción (sonido, vista, tacto, etc.) hacia la parte superior del cerebro o córtex. La interrupción de los lazos de la percepción con el mundo exterior no solo hace que perdamos nuestro sentido de la conciencia (lo que explica por qué no soñamos durante la fase no-REM del sueño, y por qué no podemos seguir el transcurso del tiempo), sino que también permite que el córtex cerebral se «relaje», pasando a su modo de funcionamiento por defecto. Este modo de funcionamiento por defecto es lo que llamamos sueño profundo de onda lenta. Es un estado activo y deliberado, pero altamente sincrónico, de actividad cerebral. Es casi un estado de meditación cerebral nocturna, aunque debo señalar que la actividad de las ondas cerebrales es muy diferente a la de los estados de meditación en vigilia.

En este estado chamánico de sueño no-REM profundo puedes encontrar un verdadero tesoro escondido de beneficios mentales y físicos para tu cerebro y tu cuerpo (una recompensa que exploraremos extensamente en el capítulo 6). Sin embargo, uno de esos beneficios, la preservación de los recuerdos, merece una mención especial en este momento de nuestra historia, puesto que nos sirve como elegante ejemplo de lo que esas ondas cerebrales profundas y lentas son capaces de hacer.

¿Alguna vez te ha pasado, mientras hacías un largo viaje por carretera en tu coche, que la emisora de radio de la frecuencia modulada (FM) que estabas escuchando ha empezado a perder la intensidad de su señal? En cambio, las emisoras de radio de amplitud modulada (AM) permanecen estables. O tal vez has conducido hasta una ubicación remota, y al tratar de sintonizar una nueva emisora de radio FM, no lo has conseguido. En cambio, pruebas en la banda de AM y todavía hay múltiples canales de transmisión disponibles. La explicación tiene que ver con las ondas de radio y con las diferentes velocidades de las transmisiones de FM y AM. La banda de FM usa ondas de radio de frecuencia más rápida, que suben y bajan muchas más veces por segundo que las ondas de AM. Una ventaja de las ondas de FM es que pueden transportar cargas de información más elevadas y ricas, por lo que suenan mejor. Pero tienen una gran desventaja: se agotan rápidamente, como un velocista musculoso que solo puede cubrir distancias cortas. Las emisiones de AM emplean una onda de radio mucho más lenta (más larga), algo comparable a un corredor de larga distancia. Si bien las ondas de radio AM no pueden igualar la calidad muscular y la dinámica de la radio FM, la velocidad de peatón de las ondas AM posibilita que cubran grandes distancias con menos pérdida. Por lo tanto, las transmisiones de largo alcance solo son posibles con las ondas lentas de la radio AM, las cuales permiten establecer comunicación entre ubicaciones geográficas muy distantes.

A medida que tu cerebro pasa de la actividad de frecuencia rápida de la vigilia al patrón más lento y más medido del sueño no-REM profundo, aparecen también aquí las ventajas para la comunicación de largo alcance que hemos descrito en las ondas de radio AM. Las ondas lentas y sincrónicas que recorren el cerebro durante el sueño profundo abren posibilidades de comunicación entre regiones remotas del cerebro, lo que les permite colaborar entre ellas enviando y recibiendo sus respectivos depósitos de experiencias.

En este sentido, puedes imaginar cada una de las ondas lentas del sueño no-REM como un mensajero capaz de transportar paquetes de información entre diferentes centros anatómicos del cerebro. Una de las funciones de estas ondas cerebrales de sueño profundo es el proceso de transferencia de archivos. Cada noche, las ondas cerebrales de largo alcance del sueño profundo trasladarán los paquetes de memoria (las experiencias recientes) de un sitio de almacenamiento a corto plazo, que es frágil, a un lugar de almacenamiento a largo plazo seguro y duradero. Por lo tanto, consideramos que la actividad de las ondas cerebrales de la vigilia está relacionada principalmente con la recepción del mundo sensorial exterior, mientras que las ondas lentas de sueño no-REM profundo contribuyen a un estado de reflexión interior que fomenta la transferencia de información y la destilación de recuerdos.

Si la vigilia está dominada por la recepción y el sueño no-REM por la reflexión, ¿qué ocurre entonces durante el sueño REM, la fase durante la cual soñamos? Si nos fijamos de nuevo en la figura 9, la última línea de actividad eléctrica de las ondas cerebrales es la que yo observaría procedente de tu cerebro en el laboratorio del sueño a medida que te adentraras en la fase REM. A pesar de estar dormido, la actividad de las ondas cerebrales asociadas no se parece a la del sueño profundo de ondas lentas no-REM (la línea media de la figura). En cambio, la actividad cerebral del sueño REM es una réplica casi perfecta de la que se observa durante el estado de vigilia atenta (la línea superior de la figura). De hecho, en estudios recientes de exploración del cerebro mediante imágenes por resonancia magnética (IRM) se ha visto que hay partes individuales del cerebro que durante el sueño REM están hasta un 30 % más activas que cuando estamos despiertos.

Por todas estas razones, el sueño REM también se ha denominado sueño paradójico: nuestro cerebro parece estar despierto y, sin embargo, el cuerpo está claramente dormido. Si nos limitamos a observar la actividad eléctrica de las ondas cerebrales, a menudo resulta imposible distinguir el sueño REM del estado de vigilia. Durante el sueño REM se produce un retorno de las ondas cerebrales de frecuencia más rápida, que una vez más se desincronizan. Los miles de células cerebrales de tu córtex, que antes, durante el sueño profundo en la fase no-REM, se unían en una conversación sincronizada y lenta, han vuelto ahora a procesar frenéticamente diferentes fragmentos de información a distintas velocidades y en diversas regiones cerebrales, lo cual es característico de la vigilia. Pero no estás despierto. Todo lo contrario, estás profundamente dormido. Entonces, ¿qué información está siendo procesada? Porque es evidente que no se trata de información del mundo exterior.

Como ocurre cuando estás despierto, la puerta sensorial del tálamo se abre de nuevo durante el sueño REM. Pero la naturaleza de la puerta es diferente. No son las sensaciones del exterior las que pueden ahora viajar a la corteza, sino las señales de las emociones, las motivaciones y los recuerdos (del pasado y del presente), que se reproducirán en las pantallas gigantes de nuestras cortezas sensoriales visuales, auditivas y cinestésicas. Cada noche, el sueño REM te traslada a un teatro ilógico donde eres invitado a un extravagante y asociativo carnaval de temas autobiográficos. En el marco del procesamiento de información, debes entender el estado de vigilia principalmente como recepción (experimentando de forma constante el mundo que te rodea y aprendiendo de él), el sueño no-REM como reflexión (almacenando y reforzando las materias primas de los nuevos hechos y habilidades), y el sueño REM como integración (interconectando estas materias primas entre sí y con todas las experiencias pasadas, y desarrollando un modelo cada vez más preciso de comprensión del funcionamiento del mundo, lo que incluye ideas innovadoras y habilidades para resolver problemas).

Dado que las ondas cerebrales eléctricas del sueño REM y de la vigilia son muy similares, ¿cómo puedo saber cuál de las dos estás experimentando mientras estás acostado en el dormitorio del laboratorio del sueño? Quien me revela la respuesta en este caso es tu cuerpo, concretamente tus músculos.

Antes de que te acostaras en la cama del laboratorio, habríamos aplicado electrodos a tu cuerpo, además de los que colocamos en la cabeza. Mientras estás despierto, incluso acostado en la cama y relajado, tus músculos tienen cierto tono o grado de tensión. Esta tensión muscular constante se detecta fácilmente mediante los electrodos que escuchan tu cuerpo. A medida que te vas adentrando en la fase no-REM, parte de la tensión muscular desaparece, pero todavía se mantiene en gran medida. Sin embargo, cuando te preparas para entrar en la fase REM, ocurre un cambio sorprendente. Desde segundos antes de que comience la fase de sueño, y mientras dure ese período, estarás completamente paralizado. No hay tono en los músculos voluntarios de tu cuerpo. Ninguno en absoluto. Si yo entrara silenciosamente en la habitación y te incorporara ligeramente sin despertarte, me encontraría con un cuerpo completamente flácido, como una muñeca de trapo. Puedes tener la seguridad de que tus músculos involuntarios (los que controlan las funciones automáticas, como la respiración) continuarán funcionando y manteniendo la vida durante el sueño. Pero todos los otros músculos se relajarían.

Esta característica, denominada atonía —la ausencia de tono, referida aquí a los músculos—, es instigada por una potente señal de desactivación que se transmite a lo largo de toda la médula espinal desde el tronco cerebral. Una vez puesta en funcionamiento, los músculos posturales del cuerpo, como los bíceps de los brazos y los cuádriceps de las piernas, pierden toda la tensión y la fuerza. Ya no responderán a las órdenes de tu cerebro. En efecto, te has convertido en un prisionero del sueño REM. Afortunadamente, tu cuerpo se liberará del cautiverio físico una vez concluida esa fase de sueño. Esta sorprendente disociación durante el estado de sueño, en la que el cerebro está muy activo y el cuerpo permanece inmovilizado, permite a los científicos del sueño diferenciar fácilmente las ondas cerebrales del sueño REM de las de la vigilia.

¿Por qué la evolución decidió detener la actividad muscular durante el sueño REM? Porque al eliminar la actividad muscular, se te impide representar la experiencia que estás viviendo en tus sueños. Durante el sueño REM, se activa una multitud de órdenes motoras que se originan en el cerebro y que subyacen a la experiencia de los sueños, que es rica en movimientos. Por tanto, la madre naturaleza ha diseñado sabiamente una camisa de fuerza fisiológica que impide que estos movimientos ficticios se conviertan en realidad, sobre todo si tenemos en cuenta que has dejado de percibir tu entorno de forma consciente. Puedes imaginar el resultado desastroso de representar el sueño de una lucha o de una carrera frenética para huir de un enemigo durante el sueño, mientras tus ojos están cerrados y no tienes ninguna percepción del mundo que te rodea. No tardarías en encontrarte en serios apuros. El cerebro paraliza el cuerpo para que la mente pueda soñar con seguridad.

¿Cómo podemos saber que realmente se dan estas órdenes de movimiento mientras alguien sueña sin que el individuo se despierte y nos diga que estaba soñando que huía o que luchaba? La respuesta es que esta parálisis puede fallar en algunas personas, particularmente en épocas avanzadas de la vida. En consecuencia, estos impulsos motores asociados a los sueños se convierten en acciones físicas reales. Como veremos en el capítulo 11, las repercusiones pueden ser trágicas.

Para finalizar, veamos el porqué del nombre de la fase REM del sueño: «movimientos oculares rápidos». Tus ojos permanecen inmóviles en sus cuencas durante la fase del sueño no-REM. Sin embargo, los electrodos que colocamos por encima y por debajo de tus ojos cuentan una historia ocular muy diferente cuando empiezas a soñar: la misma historia que Kleitman y Aserinsky descubrieron en 1952 mientras observaban el sueño infantil. Durante el sueño REM, hay fases en las que tus ojos se moverán con urgencia, de izquierda a derecha, de izquierda a derecha, y así sucesivamente. Al principio, los científicos supusieron que estos movimientos oculares del ojo correspondían al seguimiento de la experiencia visual en los sueños. Esto no es cierto. Por el contrario, los movimientos oculares están íntimamente ligados a la creación fisiológica del sueño REM, y reflejan algo aún más extraordinario que la aprehensión pasiva de objetos en movimiento dentro del espacio del sueño. Este fenómeno se relata en detalle en el capítulo 9.

¿Somos las únicas criaturas que pasan por estas diferentes etapas del sueño? ¿Algún otro animal tiene sueño REM? ¿Sueñan los animales? Vamos a descubrirlo.