Biología-Molecular

El sueño o el cerebro: ¿Qué fue primero?

No es una pregunta en la que hayas pensado, pero ¿cuál fue primero: el sueño o el cerebro? Para decirlo de otra manera, ¿pueden los organismos sin cerebro dormir?

Los comportamientos del sueño se observan en animales, pero se sabe poco sobre cómo han surgido los mecanismos reguladores del sueño durante la evolución.

En un estudio que podría ayudar a comprender el origen evolutivo del sueño en animales, un equipo internacional de investigadores ha demostrado que las pequeñas hidras que viven en el agua no solo muestran signos de un estado similar al del sueño a pesar de carecer del sistema nervioso central, sino que también responden a las moléculas. asociado con el sueño en animales más evolucionados.

“Ahora tenemos pruebas sólidas de que los animales deben haber adquirido la necesidad de dormir antes de adquirir un cerebro”, dice Taichi Q. Itoh, profesor asistente de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Kyushu y líder de la investigación publicada en Science Advances.

Si bien el comportamiento del sueño también se encontró recientemente en medusas, un pariente de las hidras y miembro del filo Cnidaria, el nuevo estudio de la Universidad de Kyushu en Japón y el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan en Corea, encontró varios químicos que provocan somnolencia y sueño. incluso en humanos tuvo efectos similares sobre la especie Hydra vulgaris.

«Basándonos en nuestros hallazgos e informes anteriores sobre las medusas, podemos decir que la evolución del sueño es independiente de la evolución del cerebro», afirma Itoh.

«Aún quedan muchas preguntas sobre cómo surgió el sueño en los animales, pero las hidras son unas criaturas de fácil manejo, para investigar más a fondo los mecanismos detallados que producen el sueño en los animales sin cerebro, para ayudar posiblemente algún día a responder estas preguntas».

Con solo un par de centímetros de largo, las hidras tienen una red difusa de nervios, pero carecen de la centralización asociada con un cerebro.

Si bien el sueño a menudo se monitorea en función de la medición de las ondas cerebrales, esta no es una opción para los animales pequeños y sin cerebro.

Como alternativa, los investigadores utilizaron un sistema de video para rastrear el movimiento a fin de determinar cuándo las hidras estaban en un estado similar al del sueño caracterizado por un movimiento reducido, que podría interrumpirse con un destello de luz.

En lugar de repetirse cada 24 horas como un ritmo circadiano, los investigadores encontraron que las hidras exhiben un ciclo de cuatro horas de estados activos y similares al sueño.

Más importante aún, los investigadores descubrieron muchas similitudes relacionadas con la regulación del sueño a nivel molecular y genético, independientemente de la posesión de un cerebro.

La exposición de las hidras a la melatonina, una ayuda para dormir de uso común, aumentó moderadamente la cantidad y frecuencia del sueño, mientras que el neurotransmisor inhibidor GABA, otra sustancia química relacionada con la actividad del sueño en muchos animales, aumentó considerablemente la actividad del sueño.

Por otro lado, la dopamina, que provoca excitación en muchos animales, en realidad promueve el sueño en las hidras.

«Si bien algunos mecanismos del sueño parecen haberse conservado, otros pueden haber cambiado de función durante la evolución del cerebro», sugiere Itoh.

Además, los investigadores podrían usar vibraciones y cambios de temperatura para perturbar el sueño de las hidras e inducir signos de privación del sueño, haciendo que las hidras duerman más durante el día siguiente e incluso suprimiendo la proliferación celular.

Investigando más de cerca, los científicos encontraron que la falta de sueño conducía a cambios en la expresión de 212 genes, incluido uno relacionado con PRKG, una proteína involucrada en la regulación del sueño en una amplia gama de animales, incluidos ratones, moscas de la fruta y nematodos.

La alteración de otros genes de la mosca de la fruta que parecen compartir un origen evolutivo común con los relacionados con el sueño en las hidras alteró la duración del sueño en las moscas de la fruta, y una mayor investigación de dichos genes puede ayudar a identificar genes relacionados con el sueño actualmente desconocidos en animales con cerebro.

«Tomados en conjunto, estos experimentos proporcionan una fuerte evidencia de que los animales adquirieron mecanismos relacionados con el sueño antes del desarrollo evolutivo del sistema nervioso central y que muchos de estos mecanismos se conservaron a medida que evolucionaron los cerebros», dice Itoh.

Fuente: Universidad de Kyushu
Mayor información: Hiroyuki J. Kanaya, Sungeon Park, Ji-hyung Kim, et al. «A sleep-like state in Hydra unravels conserved sleep mechanisms during the evolutionary development of the central nervous system» Science Advances, Published: 07 Oct 2020.

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One Reply to “El sueño o el cerebro: ¿Qué fue primero?

  1. Excelente información que sirve de mucho a un profesional en medicina. Les felicito sigan adelante. Gracias

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