Una investigació comprova que la mida de la pupil·la fluctua constantment durant el son

Un equip d'investigadors de l'Escola Politècnica Federal de Zúric (Suïssa) ha observat que la mida de la pupil·la fluctua constantment durant el son, cosa que suposa que pot augmentar de mida o disminuir, uns canvis que es produeixen en qüestió de segons o al llarg de diversos minuts.

"Aquesta dinàmica reflecteix l'estat d'excitació o el nivell d'activació cerebral a les regions responsables de la regulació son-vigília. Aquestes observacions contradiuen la suposició anterior que, essencialment, el nivell d'excitació durant el son és baix", ha assenyalat la investigadora de l'Escola Politècnica Federal de Zúric (EHT) Caroline Lusten.

Per contra, aquestes fluctuacions en la mida de les pupil·les demostren que, fins i tot durant el son, el cervell canvia constantment entre un nivell d'activació més gran i més petit. Aquestes noves troballes, publicades a 'Nature Communications', també confirmen per als humans allò que altres grups de recerca han descobert recentment en estudis sobre rosegadors, que també mostren fluctuacions lentes en el nivell d'activació (conegut en aquest camp com a arousal).

Nou mètode

Les regions del cervell que controlen el nivell d'activació estan situades a les profunditats del tronc encefàlic, per la qual cosa fins ara resultava difícil mesurar directament aquests processos en els éssers humans durant el son. Els mètodes existents són tècnicament exigents i encara no s'han establert en aquest context.

Per això, l'estudi dels investigadors de l'ETH es basa en el mesurament de les pupil·les. Se sap que les pupil·les indiquen el nivell d'activació quan una persona està desperta. Per tant, es poden utilitzar com a marcadors de l'activitat en regions situades a més profunditat al cervell.

Els investigadors de l'ETH van desenvolupar un nou mètode per examinar els canvis a les pupil·les de les persones mentre dormen: mitjançant una tècnica adhesiva especial i un esparadrap transparent, van poder mantenir oberts els ulls dels subjectes de la prova durant diverses hores.

"La nostra preocupació principal era que els subjectes no poguessin dormir amb els ulls oberts. Però en una habitació fosca, la majoria de la gent s'oblida que té els ulls oberts i pot dormir", ha explicat l'autor principal de l'estudi, Manuel Carro, que va desenvolupar la tècnica.

L'anàlisi de les dades va mostrar que la dinàmica de la pupil·la està relacionada no només amb les diferents fases del son, sinó també amb patrons específics d'activitat cerebral, com ara els fusos de son i les ones pronunciades de son profund, ones cerebrals importants per a la consolidació de la memòria i l'estabilitat del son.

Els investigadors també van descobrir que el cervell reacciona als sons amb diferents graus d'intensitat, depenent del nivell d'activació, que es reflecteix a la mida de la pupil·la.

Un regulador central del nivell d'activació és una petita regió del tronc encefàlic, coneguda com a locus coeruleus. En animals, els científics han pogut demostrar que és important per a la regulació de les fases del son i la vigília. En aquest estudi, els investigadors de l'ETH no van poder demostrar si el locus coeruleus és el responsable directe dels canvis a les pupil·les. "Simplement observem canvis a la pupil·la relacionats amb el nivell d'activació cerebral i l'activitat cardíaca", ha assenyalat Lustenberger.

En un estudi de seguiment, els investigadors intentaran influir en l'activitat del locus coeruleus mitjançant medicació, per poder investigar com afecta això la dinàmica de la pupil·la. Esperen descobrir si aquesta regió del cervell és realment responsable del control de les pupil·les durant el son, i com els canvis en el nivell d'activació afecten el son i les seves funcions.

Utilitzar la dinàmica pupil·lar per diagnosticar malalties i entendre la dinàmica de les pupil·les durant el son també podria aportar dades importants per al diagnòstic i tractament de malalties del son.

La dinàmica pupil·lar per diagnosticar malalties

Comprendre la dinàmica pupil·lar durant el son també podria aportar dades importants per al diagnòstic i tractament dels trastorns del son i altres malalties. Per això, els investigadors volen esbrinar si els canvis de la pupil·la durant el son poden indicar disfuncions del sistema d'excitació. Entre elles s'hi inclouen trastorns com l'insomni, el trastorn d'estrès posttraumàtic i, possiblement, l'Alzheimer.

Un altre objectiu és que la tecnologia es pugui utilitzar fora dels laboratoris del son, per exemple en hospitals, on podria ajudar a controlar la vigília en pacients en coma o a diagnosticar trastorns del son amb més precisió. Així doncs, la pupil·la com a finestra al cervell podria aplanar el camí a noves oportunitats en la medicina del son i la neurociència.