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4.4: Etapas del sueño

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    Objetivos de aprendizaje

    • Diferenciar entre sueño REM y no REM
    • Describir las diferencias entre las cuatro etapas del sueño no REM
    • Comprender el papel que juegan el sueño REM y no REM en el aprendizaje y la memoria

    El sueño no es un estado uniforme de ser. En cambio, el sueño se compone de varias etapas diferentes que se pueden diferenciar entre sí por los patrones de actividad de las ondas cerebrales que ocurren durante cada etapa. Estos cambios en la actividad de las ondas cerebrales se pueden visualizar mediante EEG y se distinguen entre sí tanto por la frecuencia como por la amplitud de las ondas cerebrales. El sueño se puede dividir en dos fases generales diferentes: sueño REM y sueño no REM (NREM). El sueño con movimiento ocular rápido (REM) se caracteriza por movimientos de lanzamiento de los ojos debajo de los párpados cerrados. Las ondas cerebrales durante el sueño REM parecen muy similares a las ondas cerebrales durante la vigilia. Por el contrario, el sueño no REM (NREM) se subdivide en cuatro etapas que se distinguen entre sí y de la vigilia por patrones característicos de ondas cerebrales. Las primeras cuatro etapas del sueño son sueño NREM, mientras que la quinta y última etapa del sueño es sueño REM. En esta sección, discutiremos cada una de estas etapas del sueño y sus patrones asociados de actividad de las ondas cerebrales.

    Una fotografía muestra a una persona durmiendo. Superpuesta en la parte superior de la imagen hay una línea que representa la actividad de las ondas cerebrales en las cinco etapas del sueño. Por encima de la línea, de izquierda a derecha, lee la etapa 1, la etapa 2, la etapa 3, la etapa 4 y la etapa 5. La amplitud de onda es mayor en la etapa tardía 2, y cerca del final de la etapa 3 a la etapa 4. La longitud de onda I más larga desde la etapa tardía 2 hasta la etapa 4.
    Figura\(\PageIndex{1}\): La actividad de las ondas cerebrales cambia drásticamente a través de las diferentes etapas del sueño. (crédito “durmiendo”: modificación de obra de Ryan Vaarsi)

    Etapas del sueño NREM

    La primera etapa del sueño NREM se conoce como\(\textit{stage 1}\) sueño. \(\textit{Stage 1}\)el sueño es una fase de transición que ocurre entre la vigilia y el sueño, periodo durante el cual nos desviamos a dormir. Durante este tiempo, se produce una desaceleración tanto en las tasas de respiración como en los latidos cardíacos. Además, el\(\textit{stage 1}\) sueño implica una marcada disminución tanto en la tensión muscular general como en la temperatura corporal central.

    En cuanto a la actividad de las ondas cerebrales, el\(\textit{stage 1}\) sueño se asocia tanto a las ondas alfa como a las theta. La porción temprana del\(\textit{stage 1}\) sueño produce ondas alfa, que son de frecuencia relativamente baja (\(8-13\)Hz), patrones de alta amplitud de actividad eléctrica (ondas) que se sincronizan. Este patrón de actividad de las ondas cerebrales se asemeja al de alguien que está muy relajado, pero despierto. A medida que un individuo continúa durante el\(\textit{stage 1}\) sueño, hay un aumento en la actividad de la onda theta. Las ondas Theta son incluso de menor frecuencia (\(4-7\)Hz), ondas cerebrales de mayor amplitud que las ondas alfa. Es relativamente fácil despertar a alguien del\(\textit{stage 1}\) sueño; de hecho, las personas suelen informar que no han estado dormidas si se despiertan durante el\(\textit{stage 1}\) sueño.

    Una gráfica tiene un eje y etiquetado como “EEG” y un eje x etiquetado como “tiempo (segundos). Trazadas a lo largo del eje y y moviéndose hacia arriba están las etapas del sueño. El primero es REM, seguido de las etapas 3 y 4 NREM Delta, Etapa 2 NREM Theta (husillos del sueño; complejos K), Etapa 1 NREM Alpha y Awake. Trazado en el eje x es Tiempo en segundos de 2—20 en intervalos de 2 segundos. Cada etapa del sueño tiene longitudes de onda asociadas de amplitud y frecuencia variables. En relación con los demás, “despierto” tiene una longitud de onda muy cercana y una amplitud media. La etapa 1 se caracteriza por una longitud de onda generalmente uniforme y una amplitud relativamente baja que se duplica y vuelve rápidamente a la normalidad cada 2 segundos. La etapa 2 está compuesta por una longitud de onda similar a la etapa 1. Introduce el complejo K de los segundos 10 al 12, que es una ráfaga corta de amplitud duplicada o triplicada y longitud de onda disminuida. Las etapas 3 y 4 tienen una onda más uniforme con amplitud gradualmente creciente. Finalmente, el sueño REM se parece mucho a la etapa 2 sin el complejo K.
    Figura\(\PageIndex{2}\): La actividad de las ondas cerebrales cambia drásticamente a través de las diferentes etapas del sueño.

    A medida que avanzamos hacia el\(\textit{stage 2}\) sueño, el cuerpo entra en un estado de profunda relajación. Las ondas theta aún dominan la actividad del cerebro, pero son interrumpidas por breves ráfagas de actividad conocidas como husillos del sueño. Un huso del sueño es una ráfaga rápida de ondas cerebrales de mayor frecuencia que pueden ser importantes para el aprendizaje y la memoria (Fogel & Smith, 2011; Poe, Walsh, & Bjorness, 2010). Además, la aparición de\(K\) complejos a menudo se asocia con el\(\textit{stage 1}\) sueño. A\(K\)-complex es un patrón de amplitud muy alta de actividad cerebral que en algunos casos puede ocurrir en respuesta a estímulos ambientales. Así,\(K\) -complejos podrían servir de puente a niveles más altos de excitación en respuesta a lo que está sucediendo en nuestros entornos (Halász, 1993; Steriade & Amzica, 1998).

    Una gráfica tiene un eje x etiquetado como “tiempo” y un eje y etiquetado como “voltaje”. Una línea ilustra ondas cerebrales, con dos áreas etiquetadas como “huso del sueño” y “complejo k”. El área etiquetada como “huso del sueño” ha disminuido la longitud de onda y la amplitud moderadamente incrementada, mientras que el área etiquetada como “k-complex” tiene una amplitud significativamente alta y una longitud
    Figura\(\PageIndex{3}\): El sueño en etapa 2 se caracteriza por la aparición tanto de husillos de sueño como de complejos K.

    \(\textit{Stage 3}\)y\(\textit{stage 4}\) del sueño a menudo se denominan sueño profundo o sueño de onda lenta porque estas etapas se caracterizan por ondas delta de baja frecuencia (hasta\(4\) Hz) y alta amplitud. Durante este tiempo, la frecuencia cardíaca y la respiración de un individuo se ralentizan drásticamente. Es mucho más difícil despertar a alguien del sueño durante\(\textit{stage 3}\) y\(\textit{stage 4}\) que durante etapas anteriores. Curiosamente, las personas que han aumentado los niveles de actividad de las ondas cerebrales alfa (más a menudo asociadas con la vigilia y la transición al\(\textit{stage 1}\) sueño) durante\(\textit{stage 3}\) y\(\textit{stage 4}\) a menudo informan que no se sienten renovados al despertar, independientemente de cuánto tiempo durmieron (Stone, Taylor, McCrae, Kalsekar, & Lichstein, 2008).

    El polisonógrafo a muestra el patrón de ondas delta, que son de baja frecuencia y alta amplitud. Las ondas delta se encuentran principalmente en las etapas 3 y 4 del sueño. El gráfico b muestra ondas cerebrales en diversas etapas del sueño, con las etapas 3 y 4 resaltadas.
    Figura\(\PageIndex{4}\): (a) Las ondas delta, que son de baja frecuencia y alta amplitud, caracterizan (b) el sueño de onda lenta en etapa 3 y etapa 4.

    Sueño REM

    Como se mencionó anteriormente, el sueño REM está marcado por movimientos rápidos de los ojos. Las ondas cerebrales asociadas a esta etapa del sueño son muy similares a las observadas cuando una persona está despierta, como se muestra en la figura a continuación, y este es el periodo de sueño en el que se produce el sueño. También se asocia con parálisis de los sistemas musculares en el cuerpo a excepción de aquellos que hacen posible la circulación y la respiración. Por lo tanto, no se produce ningún movimiento de los músculos voluntarios durante el sueño REM en un individuo normal; el sueño REM a menudo se conoce como sueño paradójico debido a esta combinación de alta actividad cerebral y falta de tono muscular. Al igual que el sueño NREM, REM ha estado implicado en diversos aspectos del aprendizaje y la memoria (Wagner, Gais, & Born, 2001), aunque existe desacuerdo dentro de la comunidad científica sobre la importancia que tienen tanto el sueño NREM como el REM para el aprendizaje y la memoria normales (Siegel, 2001).

    La Gráfica A es un polisonógrafo con el periodo de movimiento ocular rápido (REM) resaltado. El gráfico b es a muestra ondas cerebrales en diversas etapas del sueño, con la etapa “despierto” resaltada para mostrar su similitud con el patrón de onda de “REM” en la parte A.
    Figura\(\PageIndex{5}\): (a) Un periodo de movimiento ocular rápido está marcado por el segmento corto de la línea roja. Las ondas cerebrales asociadas con el sueño REM, delineadas en la caja roja en (a), se ven muy similares a las observadas (b) durante la vigilia.

    Si las personas se ven privadas del sueño REM y luego se les permite dormir sin perturbaciones, pasarán más tiempo en sueño REM en lo que parecería ser un esfuerzo por recuperar el tiempo perdido en REM. Esto se conoce como rebote REM, y sugiere que el sueño REM también está regulado homeostáticamente. Aparte del papel que el sueño REM puede desempeñar en los procesos relacionados con el aprendizaje y la memoria, el sueño REM también puede estar involucrado en el procesamiento y regulación emocional. En tales casos, el rebote REM en realidad puede representar una respuesta adaptativa al estrés en individuos no deprimidos al suprimir la prominencia emocional de eventos aversivos que ocurrieron en la vigilia (Suchecki, Tiba, & Machado, 2012).

    Si bien la privación del sueño en general se asocia con una serie de consecuencias negativas (Brown, 2012), las consecuencias de la privación REM parecen ser menos profundas (como se discutió en Siegel, 2001). De hecho, algunos han sugerido que la privación REM en realidad puede ser beneficiosa en algunas circunstancias. Por ejemplo, se ha demostrado que la privación del sueño REM mejora los síntomas de las personas que padecen depresión mayor, y muchos medicamentos antidepresivos efectivos suprimen el sueño REM (Riemann, Berger y Volderholzer, 2001; Vogel, 1975).

    Cabe señalar que algunas revisiones de la literatura cuestionan este hallazgo, sugiriendo que la privación del sueño que no se limita al sueño REM es igual de efectiva o más efectiva para aliviar los síntomas depresivos entre algunos pacientes que padecen depresión. En cualquier caso, no se entiende del todo por qué la privación del sueño mejora el estado de ánimo de algunos pacientes (Giedke & Schwärzler, 2002). Recientemente, sin embargo, algunos han sugerido que la privación del sueño podría cambiar el procesamiento emocional de manera que varios estímulos son más propensos a ser percibidos como de naturaleza positiva (Gujar, Yoo, Hu, & Walker, 2011). El hipnograma a continuación muestra el paso de una persona por las etapas del sueño.

    Se trata de un hipnograma que muestra las transiciones del ciclo del sueño durante un periodo típico de ocho horas de sueño. Durante la primera hora, la persona pasa por etapas 1,2,3 y termina a las 4. En la segunda hora, el sueño oscila entre 3 y 4 antes de alcanzar un periodo de 30 minutos de sueño REM. La tercera hora sigue el mismo patrón que la segunda, pero termina con un breve periodo de vigilia. La cuarta hora sigue un patrón similar al de la tercera, con una etapa REM ligeramente más larga. En la quinta hora ya no se alcanzan las etapas 3 y 4. Las etapas del sueño fluctúan de 2, a 1, a REM, a despertar, y luego repiten con intervalos de acortamiento hasta el final de la octava hora cuando la persona despierta.
    Figura\(\PageIndex{6}\): Un hipnograma es un diagrama de las etapas del sueño tal como ocurren durante un período de sueño. Este hipnograma ilustra cómo un individuo se mueve a través de las diversas etapas del sueño.

    Sueños

    El significado de los sueños varía según diferentes culturas y períodos de tiempo. A finales del\(19^{th}\) siglo, el psiquiatra alemán Sigmund Freud se había convencido de que los sueños representaban una oportunidad para acceder al inconsciente. Al analizar los sueños, Freud pensó que las personas podrían aumentar la autoconciencia y obtener información valiosa para ayudarles a lidiar con los problemas que enfrentaron en sus vidas. Freud hizo distinciones entre el contenido manifiesto y el contenido latente de los sueños. El contenido manifiesto es el contenido real, o argumento, de un sueño. El contenido latente, en cambio, se refiere al significado oculto de un sueño. Por ejemplo, si una mujer sueña con ser perseguida por una serpiente, Freud podría haber argumentado que esto representa el miedo de la mujer a la intimidad sexual, con la serpiente sirviendo como símbolo del pene de un hombre.

    Freud no fue el único teórico que se enfocó en el contenido de los sueños. El psiquiatra suizo\(20^{th}\) del siglo Carl Jung creía que los sueños nos permitían aprovechar el inconsciente colectivo. El inconsciente colectivo, como lo describe Jung, es un repositorio teórico de información que creía que era compartida por todos. Según Jung, ciertos símbolos en los sueños reflejaban arquetipos universales con significados que son similares para todas las personas independientemente de su cultura o ubicación.

    La investigadora del sueño y los sueños Rosalind Cartwright, sin embargo, cree que los sueños simplemente reflejan eventos de la vida que son importantes para el soñador. A diferencia de Freud y Jung, las ideas de Cartwright sobre soñar han encontrado apoyo empírico. Por ejemplo, ella y sus compañeros publicaron un estudio en el que a las mujeres en proceso de divorcio se les pidió varias veces a lo largo de un periodo de cinco meses que informaran el grado en que sus ex esposos estaban en sus mentes. Estas mismas mujeres fueron despertadas durante el sueño REM con el fin de dar un relato detallado del contenido de sus sueños. Hubo una correlación positiva significativa entre el grado en que las mujeres pensaban sobre sus ex cónyuges durante las horas de vigilia y el número de veces que sus ex esposos aparecieron como personajes en sus sueños (Cartwright, Agargun, Kirkby, & Friedman, 2006). Investigaciones recientes (Horikawa, Tamaki, Miyawaki, & Kamitani, 2013) han descubierto nuevas técnicas mediante las cuales los investigadores pueden detectar y clasificar de manera efectiva las imágenes visuales que ocurren durante el sueño mediante el uso de fMRI para la medición neuronal de los patrones de actividad cerebral, abriendo el camino para investigaciones adicionales en este área.

    Recientemente, los neurocientíficos también se han interesado en entender por qué soñamos. Por ejemplo, Hobson (2009) sugiere que soñar puede representar un estado de protoconciencia. En otras palabras, soñar implica construir una realidad virtual en nuestras cabezas que podríamos usar para ayudarnos durante la vigilia. Entre una variedad de evidencias neurobiológicas, John Hobson cita la investigación sobre sueños lúcidos como una oportunidad para comprender mejor los sueños en general. Los sueños lúcidos son sueños en los que ciertos aspectos de la vigilia se mantienen durante un estado onírico. En un sueño lúcido, una persona toma conciencia del hecho de que está soñando, y como tal, puede controlar el contenido del sueño (LaBerge, 1990).

    Resumen

    Las diferentes etapas del sueño se caracterizan por los patrones de ondas cerebrales asociadas a cada etapa. A medida que una persona pasa de estar despierta a quedarse dormida, las ondas alfa son reemplazadas por ondas theta. Los husillos y\(K\) complejos del sueño emergen en el\(\textit{stage 2}\) sueño. \(\textit{Stage 3}\)y\(\textit{stage 4}\) se describen como sueño de onda lenta que está marcado por un predominio de ondas delta. El sueño REM implica movimientos rápidos de los ojos, parálisis de los músculos voluntarios y sueños. Tanto el sueño NREM como el REM parecen desempeñar un papel importante en el aprendizaje y la memoria. Los sueños pueden representar eventos de la vida que son importantes para el soñador. Alternativamente, soñar puede representar un estado de protoconciencia, o una realidad virtual, en la mente que ayuda a una persona durante la conciencia.

    Glosario

    onda alfa
    tipo de onda cerebral de frecuencia relativamente baja, amplitud relativamente alta que se sincroniza; característica del inicio de la etapa 1 del sueño
    onda delta
    tipo de onda cerebral de baja frecuencia y alta amplitud característica de la etapa 3 y etapa 4 del sueño
    inconsciente colectivo
    repositorio teórico de información compartida por todas las personas a través de culturas, como lo describe Carl Jung
    Complejo K
    patrón de amplitud muy alta de la actividad cerebral asociada con el sueño en etapa 2 que puede ocurrir en respuesta a estímulos ambientales
    contenido latente
    significado oculto de un sueño, según la visión de Sigmund Freud sobre la función de los sueños
    sueño lúcido
    las personas se dan cuenta de que están soñando y pueden controlar el contenido del sueño
    contenido manifiesto
    historia de eventos que ocurren durante un sueño, según la visión de Sigmund Freud sobre la función de los sueños
    No REM (NREM)
    período de sueño fuera de los períodos de sueño de movimiento ocular rápido (REM)
    sueño con movimiento ocular rápido (REM)
    período de sueño caracterizado por ondas cerebrales muy similares a las de la vigilia y por movimientos lanzados de los ojos bajo los párpados cerrados
    husillo para dormir
    ráfaga rápida de ondas cerebrales de alta frecuencia durante el sueño de la etapa 2 que puede ser importante para el aprendizaje y la memoria
    etapa 1 sueño
    primera etapa del sueño; fase de transición que ocurre entre la vigilia y el sueño; el período durante el cual una persona se va a dormir
    etapa 2 sueño
    segunda etapa del sueño; el cuerpo entra en relajación profunda; caracterizado por la aparición de husillos para dormir
    etapa 3 sueño
    tercera etapa del sueño; sueño profundo caracterizado por ondas delta de baja frecuencia y alta amplitud
    etapa 4 sueño
    cuarta etapa del sueño; sueño profundo caracterizado por ondas delta de baja frecuencia y alta amplitud
    onda theta
    tipo de onda cerebral de baja frecuencia y baja amplitud característica del final de la etapa 1 del sueño

    Contributors and Attributions

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