El pez cebra revela un nuevo circuito cerebral que actúa como “interruptor biológico” del sueño

Pez cebra (Danio rerio), Universidad de Oregón

Un equipo internacional ha identificado un nuevo circuito neuronal que regula el sueño en peces. El hallazgo, realizado en pez cebra (Danio rerio), describe un mecanismo cerebral que funciona como un auténtico interruptor biológico capaz de activar el descanso cuando el organismo acumula necesidad de dormir.

El estudio, publicado en Current Biology y en el que participan científicos del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC) en colaboración con la Universidad de Stanford y el Howard Hughes Medical Institute, identifica una población específica de neuronas del hipotálamo definidas por la expresión de los genes Qrfp y Pth4, que actúan como promotoras del sueño.

Para comprobar su función, los investigadores utilizaron herramientas de edición genética y optogenética – una técnica que permite activar o inhibir neuronas mediante luz tras modificarlas genéticamente para que respondan a ella – en larvas de pez cebra. Al activar artificialmente estas neuronas observaron que los animales entraban en estado de sueño, un efecto que dependía directamente del neuropéptido Pth4, lo que confirma su papel clave en la regulación del descanso.

Los experimentos también revelaron que este circuito neuronal actúa a través de centros clásicos del control del sueño situados en el tronco cerebral, en particular el locus coeruleus, asociado a la señalización noradrenérgica, y los núcleos del rafe, relacionados con la serotonina.

Además, las neuronas identificadas se activan especialmente cuando el pez permanece despierto durante largos periodos de tiempo, lo que sugiere que forman parte del sistema biológico encargado de medir la necesidad acumulada de descanso y desencadenar el sueño cuando es necesario.

Según los investigadores, aunque los humanos no poseen exactamente la misma molécula, este circuito podría reflejar un mecanismo evolutivamente antiguo compartido entre diferentes especies. Comprender cómo funciona podría abrir nuevas vías para investigar trastornos del sueño como el insomnio.

Este conocimiento podría ayudar a identificar nuevas dianas moleculares para desarrollar fármacos contra trastornos del sueño o mejorar la comprensión de cómo el cerebro regula los ciclos de vigilia y descanso.