¿Qué fue primero: el cerebro o el sueño? La ciencia respondió

Nuestro cerebro necesita dormir para funcionar correctamente. Sin embargo, aparentemente, no necesitas un cerebro para dormir. En un nuevo estudio, un equipo de investigadores identificó un estado similar al sueño en un pequeño animal de agua dulce, que tiene una anatomía simple y no tiene cerebro.

¿Cuándo y por qué los animales empezaron a necesitar dormir? ¿Tener cerebro es realmente un requisito previo? Estas son las preguntas que los científicos están tratando de responder para comprender la relación entre el cerebro y el sueño.

Un equipo internacional de científicos ha demostrado que un diminuto animal de agua dulce, llamado hidra, no solo muestra signos de un estado de sueño, a pesar de falta de sistema nervioso central, pero también responde a moléculas asociadas al sueño en animales más evolucionados.

Aunque el comportamiento del sueño también se ha encontrado recientemente en medusas, un pariente de las hidras y miembro del filo Cnidaria, el nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Kyushu y el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología en Ulsan reveló que varios productos químicos que causan somnolencia en los humanos tienen efectos similares en la especie. Hydra vulgaris.

Con solo unos centímetros de largo, las hidras acuáticas tienen una red difusa de nervios, pero carecen de la centralización asociada con un cerebro. Aunque el sueño a menudo se controla en función de la medición de las ondas cerebrales, esta no es una opción para los animales diminutos y sin cerebro.

Taichi Q. Itoh / Universidad de Kyushu

Hidra de agua

Alternativamente, los investigadores utilizaron un sistema de video para rastrear el movimiento y determinar cuándo las hidras estaban en un estado de sueño caracterizado por un movimiento reducido, que podría detenerse con un destello de luz. En lugar de repetir cada 24 horas como un ritmo circadiano, los científicos han descubierto que las hidras exhiben un ciclo de cuatro horas de estados activos parecidos al sueño.

Los investigadores también han descubierto muchas similitudes relacionadas con la regulación del sueño a nivel molecular y genético, independientemente de la posesión de un cerebro.

La exposición de hidras a melatonina, una ayuda para dormir, aumentó moderadamente la cantidad y la frecuencia del sueño, mientras duerme neurotransmisor inhibidor GABA, otra sustancia química relacionada con la actividad del sueño en muchos animales, aumentó considerablemente la actividad del sueño. Por otra parte, dopamina, que causa excitación en muchos animales, promovió el sueño en hidras.

“Aunque algunos mecanismos del sueño parecen haber sido conservados, otros pueden tener función cambiada durante la evolución del cerebro“, dijo Taichi Q. Itoh, profesor asistente de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Kyushu, en un comunicado emitido por EurekAlert.

“Ahora tenemos pruebas sólidas de que los animales deben haber adquirido la necesidad de dormir antes de adquirir un cerebro”, dijo Itoh. “Basándonos en nuestros hallazgos e informes anteriores sobre las medusas, podemos decir que la evolución del sueño es independiente de la evolución del cerebro“.

En otro experimento, los científicos utilizaron vibraciones y cambios de temperatura para perturbar o son hidras y inducir signos de privación de sueño, provocando que las hidras duerman más al día siguiente e incluso suprimiendo la proliferación celular.

El estudio reveló que la privación condujo 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 interrupción de otros genes de la mosca de la fruta que parecen compartir un origen evolutivo común con los relacionados con el sueño en hidras cambió la duración del sueño en moscas de la fruta.

“Aún quedan muchas preguntas sobre cómo se produjo el sueño en los animales, pero las hidras proporcionan una criatura fácil de manejar para investigar con más detalle los mecanismos que producen el sueño en los animales sin cerebro para posiblemente ayudar algún día a responder esas preguntas”. continuó el coautor del estudio.

Este estudio fue publicado en octubre en la revista científica Avances científicos.

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