Ya sea escondidos en una colonia de coral, ocultos en la oscuridad de una cueva acuática o flotando catatónicos en el fondo del océano, los peces aprovechan las oportunidades para descansar y recuperarse, igual que nosotros.
Al igual que los humanos, la mayoría de los peces son diurnos, es decir, duermen sobre todo de noche; aunque no tienen párpados y, por tanto, no pueden cerrarle el paso a la oscuridad, la luz les interrumpe el sueño. Y, al igual que nosotros, cuando duermen están inmóviles y tardan en responder a los estímulos ambientales. Si se les priva del sueño, compensan la pérdida durmiendo más la noche siguiente.
Ahora, un nuevo estudio, publicado este mes en Nature Communications, muestra hasta qué punto el sueño de los peces se parece al nuestro. Mediante el seguimiento de los movimientos oculares del pez cebra, los investigadores pudieron identificar cuatro subestados diferentes de sueño, similares a las "etapas" del sueño que los científicos han descrito en los seres humanos.
"Su estructura del sueño es compleja", dijo Jennifer Mengbo Li, coautora del estudio y neurocientífica del Instituto Max Planck de Cibernética Biológica, Alemania.
Tres de los cuatro subestados se producen por la noche y duran un total de 10 horas. El primero --el más profundo-- se caracteriza por una mirada fija. Al acercarse la hora de la vigilia, aparece un segundo subestado más ligero: los ojos del pez cebra se mueven lateralmente en la misma dirección, antes de volver lentamente al centro. En el tercer subestado, al acercarse la mañana, ambos ojos se vuelven hacia el mismo lado y permanecen allí.
Durante el cuarto y último subestado, que tiene lugar en breves ráfagas a lo largo del día, los ojos del pez cebra se mueven de un lado a otro, como si estuvieran barriendo el entorno en busca de posibles riesgos. Pero los ojos engañan: estas siestas de cinco a 10 minutos son lo suficientemente profundas como para suprimir gran parte de la actividad cerebral, y es difícil despertar al pez cebra.
Como parte del estudio, los investigadores pudieron seguir a los peces utilizando lo que se describe mejor como un microscopio autónomo autodirigido y un sistema de cámara. Diseñados por Drew Robson, otro coautor del estudio y neurocientífico del Max Planck, el microscopio y la cámara siguieron a 105 peces por la pecera mientras nadaban, cazaban y dormían.
"Es la primera vez que podemos grabar el cerebro completo de un animal que se mueve libremente", dijo el autor principal del estudio, Vikash Choudhary, estudiante de doctorado en el Instituto Max Planck.
Dado que el pez cebra es transparente durante sus tres primeras semanas de vida, los científicos también pueden observar directamente su cerebro con imágenes que usan calcio, observando qué neuronas se disparan en función de las distintas fases del sueño. Esto les permite a los científicos observar el cerebro en movimiento al tiempo que registran los movimientos de todo el cuerpo y de los ojos.
"Los investigadores pudieron demostrar que el pez cebra tiene estados de sueño específicos y que ciertas poblaciones de neuronas se activan y podrían ser marcadores de estos estados de sueño", dijo David Prober, biólogo del Instituto de Tecnología de California, quien no participó en este estudio.
Prober sostiene que el cerebro del pez cebra --aunque más pequeño y simple que el humano-- puede ayudar a identificar los mecanismos más esenciales asociados al sueño. Su laboratorio ha descubierto que muchos de los genes, neuronas y fármacos que regulan el sueño en humanos y otros mamíferos tienen efectos similares en los peces.
Michael Heithaus, ecólogo marino de la Universidad Internacional de Florida quien no participó en el estudio, dijo que es emocionante que los científicos hayan empezado a separar estos diferentes estados de sueño y a tratar de entender su propósito. Aunque sabemos que todos los animales duermen durante gran parte de su vida, las razones y los mecanismos que regulan el sueño no se conocen bien.
"Es como muchas cosas en biología: cuanto más miramos bajo el capó, más complejo es", dijo Heithaus.
