- Los desechos producidos por unas 170 mil millones de células del cerebro son una pista clave para mantener la salud y entender las enfermedades neurodegenerativas, y tres estudios en Nature detallan mejor la ruta por la que se eliminan durante el sueño
- Se observó que las ondas eléctricas lentas del sueño profundo empujan el líquido alrededor de las células desde las zonas profundas del cerebro hacia la superficie, y que ese líquido luego pasa por el torrente sanguíneo hasta el hígado y los riñones
- Entre los desechos que se eliminan está el amiloide, relacionado con las placas del Alzheimer, y cada vez hay más evidencia de que este sistema de limpieza se daña en esa enfermedad
- En experimentos con ratones, estímulos de sonido y luz a 40 veces por segundo indujeron ondas cerebrales de la misma frecuencia y aumentaron la entrada de líquido cefalorraquídeo, la salida de líquido sucio y el transporte de amiloide
- Aún falta confirmar si esto funciona igual en humanos, pero el envejecimiento, las lesiones y las obstrucciones vasculares cerebrales podrían afectar este sistema, lo que lo vincula con la investigación sobre Alzheimer, Parkinson, dolores de cabeza y depresión
Por qué vuelve a llamar la atención la vía de eliminación de desechos del cerebro
- El cerebro tiene unas 170 mil millones de células, y su actividad normal ya genera muchos desechos
- Un cerebro sano debe limpiar esos residuos, pero durante mucho tiempo no estuvo claro hacia dónde salían
- Tres artículos publicados en Nature por dos equipos de investigación describen con más detalle el sistema de eliminación de desechos del cerebro
- Estos resultados podrían dar pistas para investigar, tratar o prevenir diversas enfermedades cerebrales
Durante el sueño, las ondas eléctricas empujan el líquido
- Durante el sueño profundo, las ondas eléctricas lentas parecen empujar el líquido que rodea las células en las zonas profundas del cerebro hacia la superficie cerebral
- Una interfaz sofisticada en la superficie del cerebro absorbe hacia el torrente sanguíneo los desechos contenidos en ese líquido, y la sangre luego los lleva al hígado y a los riñones para eliminarlos del cuerpo
- Uno de los desechos más representativos que se transportan en este proceso es el amiloide
- El amiloide es la sustancia que forma placas pegajosas en el cerebro de personas con Alzheimer
- Cada vez hay más evidencia de que, en el Alzheimer, el sistema de eliminación de desechos del cerebro está dañado
El sistema glinfático y la analogía de la “plomería cerebral”
- Hace más de 10 años, Jeffrey Iliff y la Dra. Maiken Nedergaard propusieron la idea de que el líquido claro dentro y fuera del cerebro forma parte de un sistema que arrastra los desechos
- Este sistema se conoce como glymphatic system
- El nombre proviene del sistema linfático, que ayuda a defender contra infecciones, mantener los líquidos corporales y filtrar desechos y células anormales
- Jonathan Kipnis compara este sistema con la plomería de una casa
- Es como una estructura en la que entra agua limpia y, después de lavarse las manos, sale agua sucia
- El sistema linfático transporta desechos hasta el torrente sanguíneo mediante una red de tubos delgados, pero el cerebro no tiene tubos de ese tipo
- La pregunta clave era cómo una molécula de desecho situada en el centro del cerebro llega hasta su borde y finalmente sale del cuerpo
Lo que mostraron los estudios con ratones en dos etapas
- En 2012 y 2013, Iliff y Nedergaard presentaron resultados según los cuales, en animales dormidos, el líquido cefalorraquídeo atraviesa rápidamente el cerebro y arrastra los desechos
- Después quedó la pregunta de qué impulsa ese líquido y cómo los desechos cruzan la barrera que separa el tejido cerebral del torrente sanguíneo
- El equipo de Kipnis midió la intensidad de las ondas eléctricas lentas que aparecen cuando los animales entran en sueño profundo
- El equipo consideró que la medición de esas ondas estaba vinculada con la del flujo del líquido intersticial, el fluido presente entre las células
- Las ondas sincronizan la actividad de las neuronas y actúan como una señal que hace que estas funcionen como pequeñas bombas para empujar el líquido hacia la superficie del cerebro
- Este resultado se publicó en un artículo de Nature en febrero: artículo de Nature
- Otro equipo de investigación liderado por científicos del MIT también presentó evidencia adicional de que las ondas eléctricas lentas ayudan a eliminar desechos
- Aplicaron a ratones con una forma de Alzheimer estímulos de sonido y luz a 40 veces por segundo
- Los estímulos indujeron ondas cerebrales de la misma frecuencia lenta
- En las pruebas aumentó la entrada al cerebro de líquido cefalorraquídeo limpio y la salida de líquido sucio
- El líquido expulsado incluía amiloide, que se acumula en el cerebro de pacientes con Alzheimer
- Ese estudio también se publicó en Nature: artículo de Nature
La salida para cruzar la barrera cerebral
- En un artículo aparte, Kipnis abordó cómo los desechos, incluido el amiloide, atraviesan la membrana que protege el cerebro: artículo de Nature
- El equipo se centró en las venas que atraviesan esa membrana
- Alrededor de las venas hay espacios como mangas que no están completamente sellados
- A través de ese espacio sale el líquido cefalorraquídeo y los desechos se transfieren al sistema linfático del cuerpo
Lo que falta para aplicarlo en humanos
- Los nuevos estudios plantean que la eliminación de desechos del cerebro requiere dos etapas
- Una etapa en la que los desechos se empujan hacia el líquido cefalorraquídeo que rodea el cerebro
- Y otra en la que luego se trasladan al sistema linfático y finalmente se expulsan del cuerpo
- Iliff considera que las dos etapas pueden describirse por separado, pero que biológicamente casi con certeza están conectadas
- Muchos de los resultados obtenidos en ratones todavía deben confirmarse en humanos
- Las diferencias anatómicas entre roedores y humanos son considerables
- Los hallazgos también se conectan con la investigación sobre factores de riesgo de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer
- El envejecimiento, las lesiones y las enfermedades que bloquean los vasos cerebrales pueden perjudicar el sistema de eliminación de desechos del cerebro
- Todos estos son factores de riesgo del Alzheimer
- Las alteraciones en la eliminación de desechos también podrían participar en el Parkinson, los dolores de cabeza y la depresión
- Enfoques que ayuden al cerebro a limpiarse por sí mismo, como inducir ondas eléctricas lentas, podrían abrir la puerta a investigaciones para prevenir diversas enfermedades
- Corrección: los estímulos de sonido y luz usados en el experimento no fueron 40 veces por minuto, sino 40 veces por segundo
1 comentarios
Comentarios de Hacker News
Esto encaja muy bien con la teoría de que la falta de sueño profundo aumenta el riesgo de Alzheimer y demencia
https://www.medicalnewstoday.com/articles/not-getting-enough...
https://www.sciencealert.com/study-finds-sleep-may-not-flush...
Se trata de un experimento en el que dieron a ratones con rasgos similares al Alzheimer estímulos de sonido y luz que ocurrían 40 veces por segundo, y esos estímulos indujeron ondas cerebrales de la misma frecuencia baja
En el experimento aumentó el flujo en el que líquido cefalorraquídeo limpio entra al cerebro y el líquido sucio sale, y también se confirmó que ese líquido transporta amiloide, que se acumula en el cerebro de pacientes con Alzheimer
Entonces me pregunto si esto significa que podría usarse algo como TMS en lugar del sueño, y también si una falla o deterioro de este sistema podría explicar a las personas que dicen ser “alérgicas” a las ondas electromagnéticas
Incluso si esto pudiera inducirse artificialmente, probablemente seguiríamos necesitando dormir por otras funciones que se fortalecen durante el sueño, como la recuperación física
Aun así, podría existir la posibilidad de reducir la cantidad de sueño necesaria o de mitigar algunos de los efectos dañinos de la falta de sueño
40 Hz se parece más a un reconocimiento de patrones fuerte o a una atención concentrada
Los multimillonarios pronto se beneficiarán muchísimo gracias a la nueva jornada laboral de 20 horas al día
En cuanto leí la parte de “si encontramos formas de ayudar al cerebro a limpiarse solo, por ejemplo induciendo ondas eléctricas lentas, podríamos prevenir varios trastornos”, pensé de inmediato en los binaural beats
En la universidad usaba uno cada vez que estaba demasiado cansado pero todavía tenía muchas cosas que hacer, y me ayudaba a recuperarme durmiendo unos 20 minutos
A veces ni siquiera necesitaba la siesta; bastaba con dejar la mente entregada al ritmo durante ese tiempo
Si parte de ese efecto consiste en provocar una “limpieza profunda”, entonces pensé que podría ser una forma de reducir este tipo de trastornos
Bajé por torrent la supuestamente más cara, la legendaria de 1000 dólares, y no sentí ningún cambio; tal vez fue porque no la pagué :)
Parecería que, para limpiar el cerebro, habría que actuar directamente sobre el propio tejido cerebral, y eso no parece muy posible
Me sorprende bastante que hayan inducido la eliminación de desechos del cerebro mostrándoles a los ratones un show de luces y música
Ojalá inventen un sombrero que uno pueda usar al dormir por la noche y que acelere ese proceso durante el sueño, haciendo que parezca que dormiste varias veces más tiempo del real
Podría ser útil para personas con horarios de trabajo pesados, como médicos, camioneros o pilotos
Quien no quiera usarlo perderá su empleo al no poder competir con quienes sí lo usen
No usan 40 Hz ni luz, sino estimulación auditiva dirigida por fase, que ya tiene más de 10 años de estudios en humanos
No sería un sombrero, pero bastarían unos audífonos y una app o una pista de audio
Sentí que dormía menos tiempo pero me despertaba más descansado
Si “durante el sueño las ondas eléctricas lentas empujan el líquido que rodea las células desde las partes profundas del cerebro hacia la superficie”, ¿entonces eso son los sueños?
¿Ondas eléctricas y líquido golpeando las células cerebrales?
Cuando duermes, las neuronas del área de procesamiento visual dejan de recibir señales de entrada, y entonces otras áreas cercanas podrían reaprovechar esas neuronas
La teoría era que, para evitar esa invasión, generan señales falsas para mantenerlas ocupadas, y me pareció bastante genial
Busqué el nombre del libro y era Livewired de David Eagleman
Pude recrear el audio usado en el experimento
sox -b 32 -Dr 96k -n 40hz_1ms_pulse_1hour.flac synth 0.001 sin 10k fade t 0.0005 0 0.0005 pad 0.024 repeat 140000El objetivo parece ser estimular las neuronas de entrada 40 veces por segundo, para que esa frecuencia penetre lo más profundo y ampliamente posible en el cerebro
En ratones lograron esto combinando sonido, luz y tacto mediante vibración
La hipótesis es que este tipo de activación neuronal ayuda a eliminar desechos del cerebro, y ojalá sea cierto
Si se trata de un líquido, ¿qué efecto tendrá la posición de la cabeza durante el sueño?
Puede sonar un poco supersticioso, pero esto sí se siente claramente
Después de cierto tiempo haciendo trabajo mental difícil, especialmente lectura pesada, siento que baja mi capacidad de concentración y que los ojos se me ponen pesados
Si logro echarme una siesta corta y profunda, a veces de menos de 15 minutos, todo eso se lava y puedo volver a concentrarme
Es una comparación rara, pero el alivio se parece a vaciar una vejiga muy llena
No dormir siesta en una situación así parece muy malo para la salud y hasta dañino
Por suerte no me cuesta dormir en la noche, pero una vez que sale el sol siento que el cerebro se niega a apagarse
Apenas logro una siesta tarde en la mañana como una vez cada una o dos semanas
Me devuelve la energía y me deja listo para moverme de inmediato
Es una de las grandes ventajas de trabajar desde casa
En muchos trabajos o habilidades que requieren concentración mental intensa se dice que las personas necesitan descansos o tienen límites de rendimiento
El ejemplo clásico que recuerdo son los intérpretes simultáneos de la ONU
Solo pueden interpretar una conversación en tiempo real durante unos 45 minutos; después de eso, la tasa de errores sube exponencialmente por la fatiga mental y hay que rotarlos con otro intérprete
Siempre lo he descrito como una ola de liberación pasando por encima de la mente
Se siente muy bien, y despierto con una claridad como si me hubieran quitado un peso mental de encima
Estoy un poco confundido, ¿el sistema glinfático no era algo ya conocido desde hace bastante tiempo?
El artículo literalmente dice que ya se conocía el sistema glinfático, pero no se conocía el mecanismo de funcionamiento real, y esta investigación justamente revela ese mecanismo
La parte nueva es lo de la luz y el sonido de 40 Hz, y hasta ahora solo se ha probado en ratones