Fundamentos Neurocientíficos de la Conciencia, Sistemas Moduladores y Ciclos de Sueño

La Conciencia y sus Correlatos Neurobiológicos

Definición de Conciencia

• Conocimiento responsable y personal de una cosa determinada, como un deber o una situación.
• Conocimiento que el ser humano tiene de su propia existencia, de sus estados y de sus actos.
• Estado Vigil: Estado de estar despierto, especialmente en las horas destinadas al sueño.

La Conciencia y el Correlato Neuronal

La distinción entre los aspectos de la conciencia se relaciona con diferentes estructuras cerebrales:

• El concepto de “ser consciente de…” está a cargo de estructuras subcorticales (Diencefalo).
• El “estado de conciencia” está a cargo de vías Tálamo – corticales.
• Contenido del estado de consciencia: Se refiere a la información específica procesada.

Teorías Neurocientíficas de la Conciencia

1. Estados de Alto Orden (Higher-Order States – HOS)

Una experiencia es un fenómeno consciente solo en virtud de otro estado. Es decir, la experiencia es variable y depende de la monitorización.

• Si el otro estado es un pensamiento o una percepción, la experiencia varía.
• Ejemplo: La experiencia de un “color” es una representación del rojo en el sistema visual acompañada de un pensamiento de “color rojo”.
• La HOS sostiene que primero es el pensamiento (thought).

2. Perspectiva Global del Espacio de Trabajo (Global Workspace Theory)

Teoría descrita en términos neuronales, enfocada en la competencia entre áreas frontales y sensitivas.

• La actividad periférica (posterior) compite con la actividad central, la que gatilla la activación de otras áreas (frontales) a través de largas conexiones.
• El sistema perceptual suple información que es consumida por otros mecanismos de reporte, raciocinio, evaluación, decisión y recuerdo.
• La activación global en el córtex frontal permite actividad cognitiva sin procesamiento previo.

3. Teoría Biológica

Se centra en la activación de MT+ (V5), generando dos efectos “prime”:

1. No facilitador.
2. Facilitador de representación mental.

Estos efectos no son suficientes para hablar de conciencia. El estado consciente se genera a partir de un “switch talámico” (ON) en el techo del troncoencefálico. Estas conexiones están presentes en (casi) todas las anestesias y en el “estado de mínima conciencia”.

Quale y Qualia: La Experiencia Subjetiva

QUALE

Este “cómo se siente hacia el interior” implica una EXPERIENCIA DE ALGO. Esta experiencia particular/individual se denomina Quale.

QUALIA

Tener una experiencia significa tener Quale, mientras que el Qualia implica la experiencia particular para ese fenómeno y no otro, y lo que lo hace distinto a otro o a ninguno.

Ejemplos de Qualia: Cómo se ve, cómo suena, cómo huele, cómo se siente el dolor, cómo se siente tener un pensamiento o un deseo, etc.

Sistemas Moduladores y Neurotransmisores

Estructuras relacionadas al Sistema de Activación Reticular (SAR)

• Núcleos inespecíficos del Tálamo.
• Centros de la Sustancia Gris Periacueductal (SGPA) y piso del 4to Ventrículo en el Tronco Encefálico.
• Locus Coeruleus y Núcleos del Rafe.
• Centros de formación reticular del tegmento del Tronco Encefálico (TE).

Sistemas Moduladores y Vías Neuroquímicas

Sistema Noradrenérgico (NA)

Sus neuronas se encuentran ubicadas en:

• Locus Coeruleus (A6): Se encargan de modular la atención y la alerta, el ciclo sueño – vigilia, y el estrés (dolor).
• Formación Reticular (Protuberancia y Bulbo, A1, A2, A5 y A7): Se encargan de modular el control neuroendocrino, funciones viscerales (regulación térmica, conducta alimentaria y de ingesta de líquidos, conducta reproductiva, regulación autónoma) y el comportamiento emocional.

Otras conexiones: Los Núcleos del Rafe (5HT) solapan funciones, sumándose a funciones noradrenérgicas, al igual que un pequeño grupo de neuronas NA de la formación reticular bulbar.

Este sistema es objeto de tratamiento farmacológico para la Depresión, Analgesia, Hipertensión, entre otros.

Sistema Serotoninérgico (5HT)

Sus neuronas se encuentran ubicadas en:

• Núcleos del Rafe (A6): Neuronas Rostrales del Núcleo Rojo dorsal y central superior (4). Proyectan a la corteza límbica y prosencéfalo (hipocampo y amígdala), Ganglios Basales, muchas regiones hipotalámicas y algunas zonas del Tálamo.
• Neuronas N. Rafe Magno, Pontino, Pálido y Oscuro: Envían proyecciones hacia el tronco encefálico, cerebelo y Médula Espinal (actúan como opiáceos y modulan el dolor).
• Alas adyacentes de la Formación Reticular (FR).

Funciones:

• Regulación del ciclo Sueño-Vigilia.
• Modulación del procesamiento sensorial (ej. Corteza visual).
• Fomento de procesos analgésicos.
• Modulación de neuronas preganglionares del SN Autónomo.
• Aumento de la excitabilidad de la Motoneurona inferior.

Los inhibidores de la recaptación de 5HT se utilizan en el tratamiento de la DEPRESIÓN, CUADROS COGNITIVOS, CONDUCTA EMOCIONAL, CEFALEAS Y DOLOR.

Sistema Dopaminérgico (DA)

Sus neuronas se encuentran ubicadas en el Mesencéfalo:

• Sistema Nigroestriado (Ganglios Basales – GB): Pars compacta de la sustancia negra hacia el estriado, globo pálido y subtálamo. Implicado en la planificación y ejecución de conductas motoras.
• Sistema Mesolímbico: Área Tegmental y FR mesencefálica (A10) envía proyecciones hacia el Núcleo Accumbens, amígdala e hipocampo. Implicado en la motivación, recompensa, respuesta a estímulos biológicos y conductas adictivas (abuso de drogas).
• Sistema Mesocortical: Proyecta hacia el córtex frontal y otras áreas de asociación.
• Hipotálamo: Vías Tuberoinfundibulares (inhibición de prolactina).

El abuso de sustancias genera un estado de dependencia en la búsqueda de la recompensa obtenida al consumir. La liberación de dopamina es cada vez menor, por lo que se requiere una dosis mayor o más frecuente.

Sistema Colinérgico (Ach)

Sus neuronas se encuentran ubicadas en:

• Núcleos basales (de Meynert): Envían proyecciones a la Corteza.
• Núcleos Septales: Proyectan al Hipocampo.
• Otras: En el techo del Tronco Encefálico, proyectan hacia estructuras del Tálamo (participando en la regulación Sueño-Vigilia e inicio del Sueño REM). Además, proyectan hacia el Cerebelo.

Interneuronas en el estriado: Control del tono, postura, inicio del movimiento y selección de patrones de actividad. Algunos fármacos inhiben la acción colinérgica en los Ganglios Basales como coterapia del Parkinson. Este sistema está relacionado con la ACTIVACIÓN CORTICAL Y LA MEMORIA.

Sistema Histaminérgico (HA)

Es un sistema relacionado con el ciclo sueño-vigilia y la alerta.

• Neuronas localizadas exclusivamente en el Núcleo Tuberomamilar del Hipotálamo.
• Neuronas activas en vigilia y procesos atencionales; silentes en sueño REM y no-REM.
• Interactúa con núcleos colinérgicos en el prosencéfalo y el TE.
• Al igual que el LC y NR, son inhibidas por áreas preópticas promotoras de sueño no-REM.
• Las neuronas histaminérgicas inhiben neuronas hipotalámicas inductoras del sueño REM.

Estados de Conciencia y Ciclos de Sueño

Definición de Estados

Vigilia

Comportamiento que se caracteriza por el estado de conciencia (por lo tanto, por la perceptividad) y un notable aumento de la actividad somática.

ESTADOS DE CONCIENCIA

Proceso fisiológico en el cual el individuo mantiene un estado de alerta, con pleno conocimiento de sí mismo y de su entorno.

Compromiso de la Vigilia (Niveles de Depresión de la Conciencia)

Letargia

Compromiso incompleto de conocimiento y vigilia. El paciente está desorientado y somnoliento, pero se mantiene despierto.

Obnubilación

Estado de depresión completa de la vigilia, del que el paciente puede ser despertado con estímulos leves.

Estupor

Estado de depresión completa de la vigilia, del que el paciente puede ser despertado, pero solo con estímulos intensos. Los estímulos son generalmente de tipo doloroso (ej. compresión de la raíz ungueal) con una superficie roma.

Coma

Constituye la depresión completa de la vigilia, de la cual el paciente no puede ser despertado con ningún estímulo.

Tipos de Biorritmos

Biorritmos Infradianos

• Periodos con duración mayor a 28 horas.
• Ocurrencia menor a 1 vez por día.
• Relacionados o no a claves geofísicas (ritmo circamareal, circalunar).
• Algunos se denominan en razón de una duración más específica, como los ritmos estacionales o los ritmos anuales.

Biorritmos Ultradianos

• Periodicidad de 30 minutos a 6 horas.
• Se asocian a conductas particulares, como motoras y alimentarias, así como también a ciclos de reposo – actividad.
• Rigen fases del sueño a determinadas edades (ej. en recién nacidos los ritmos de sueños son predominantemente ultradianos).
• Intervienen profundamente en procesos de aprendizaje, ya que afectan los niveles de atención.
• Se asocian a la liberación de algunas hormonas, el ritmo cardíaco, el movimiento respiratorio, la termorregulación y el apetito.

Biorritmos Circadianos

• Ocurren “alrededor del día”.
• Se producen cada 20-28 horas.
• Regulado por la luz del día (ciclo día – noche).
• Interferido por actividades sociales.
• Regulación genética: genes per (period) y tim (timeless).
• Principal regulador del ciclo: Núcleo Supra Quiasmático (NSQ).
• Melanopsina en fotorreceptor; FOTOPERIODO en retina.

Etapas del Sueño

Sueño Superficial o Etapa 1 (N1)

• Transición vigilia – sueño.
• 2-5% del tiempo dormido.
• Aumento del tono vagal parasimpático hacia N3.
• Bradicardia, hipotensión, baja la Resistencia Vascular Periférica (RVP).
• Respiración más profunda y lenta.
• Disminuye el metabolismo basal; hay una inhibición bulbar.
• La zona preóptica del hipotálamo inhibe sistemas activadores (efecto somnogénico).
• Inicia la inhibición de los Sistemas serotoninérgicos y noradrenérgicos.

Sueño Intermedio o Etapa 2 (N2)

• Onda Theta.
• Aparición de Husos de sueño (a partir de las 6-8 semanas de vida).
• 45-55% del tiempo dormido.

Sueño Profundo o Etapa 3 (N3)

• Onda Delta.
• Amplio Voltaje.
• 15-20% del tiempo dormido.

Sueño REM (Rapid Eye Movement)

• Predominio en la segunda mitad de la noche.
• Ritmo cardíaco irregular, aumenta la Frecuencia Cardíaca (FC) y la Presión Arterial (PA).
• Respiración media algo más rápida e irregular.
• Control mediado por el Sistema Nervioso Central.
• Activación del sistema Colinérgico.

Trastornos del Sueño

Disomnias Intrínsecas

Hipersomnia

Estado fisiológico que promueve el establecimiento del sueño. Es un trastorno del mecanismo del sueño, caracterizado por un sueño excesivo constante e involuntario. Se define como la sensación subjetiva de sueño a una hora o en una situación inapropiada que ocurre a diario durante al menos tres meses.

Apnea del Sueño

Puede ser Obstructiva, Central o Mixta.

Narcolepsia

Somnolencia extrema cada 3-4 horas (baja DA y NA – factores genéticos). Se asocia a la falta de hipocretina.

Síndrome de Kleine-Levin

Infrecuente, cursa con hipersomnia periódica o recurrente en adolescentes. Los episodios recurrentes de hipersomnia se acompañan de hiperfagia, agresividad e hipersexualidad y duran días o semanas, separados por intervalos de semanas o meses. Durante los períodos sintomáticos, los individuos pueden dormir hasta 18 horas al día y están confusos e irritables el resto del tiempo.

Síndrome de Movimientos Periódicos de las Piernas

Movimiento de las piernas durante el sueño con una periodicidad determinada. La duración oscila entre los 0,5 y los 5 segundos.

Trastorno de Piernas Inquietas

Trastorno neurológico caracterizado por sensaciones desagradables en las piernas.

Disomnias Extrínsecas

Insomnio

Dificultad para conciliar o mantener el sueño.

Insomnio Agudo

Episodios breves que responden a factores externos (eventos traumáticos, malas noticias, estrés agudo) y generalmente se resuelven sin necesidad de tratamiento.

Insomnio Crónico

Ocurre al menos 3 veces por noche durante los últimos 3 meses previos. El tratamiento se enfoca en corregir patrones de sueño alterados.

Insomnio por Alergia/Infección

Respuesta inmune frente al agente patógeno. Fiebre. Se considera una “Stress induced response”.

Insomnio por Alcohol

Inhibición de la alerta y la vigilia del Sistema Nervioso Central (SNC).

Parasomnias

Parasomnias no-REM

Ocurren durante la fase N3, generalmente en el primer tercio de la noche.

• Despertares: Actividades físicas o verbales seguidas de un retorno al sueño.
• Despertares confusionales: El sujeto se encuentra confundido al borde de la cama.
• Sonambulismo: Caminantes sonámbulos (más comunes en niños, 30%). Relacionado también a algunos antidepresivos.
• Terror nocturno: Relacionado con una elevada respuesta autonómica.
• Desorden de alimentación nocturna relacionada al sueño: Debe distinguirse de la alimentación nocturna en la que el sujeto está plenamente consciente.
• Bruxismo.
• Sexomnia.
• Síndrome de cabeza en explosión.

Parasomnias REM

• Parálisis del sueño: Puede suceder al entrar o salir del sueño. Incapacidad de generar movimiento de segundos a minutos, acompañada de marcada ansiedad y alucinaciones escalofriantes. Relacionada a narcolepsia y deprivación de sueño, entre otras causas.
• Pesadillas: Sueños disfóricos, de contenido evocable.
• Trastornos motores relacionados al sueño REM.