MADRID, 25 Jul. (EUROPA PRESS) -
Un nuevo estudio de la Universidad de Surrey (Reino Unido) ha encontrado en las matemáticas la respuesta a cuestiones como por qué los bebés duermen siesta un día y otro no, por qué los mayores duermen menos y los adolescentes más o por qué a algunas personas les cuesta madrugar y otras lo hacen sin problemas.
En un artículo publicado en 'Biological Timing and Sleep', los investigadores analizaron la estructura matemática del modelo de dos procesos (2PM) de regulación del sueño, que se propuso por primera vez en la década de 1980. El modelo 2PM explica cómo nuestros patrones de sueño están determinados por dos factores: una presión para dormir que aumenta cuanto más tiempo estamos despiertos y disminuye durante el sueño, y el ritmo de casi 24 horas de nuestro reloj corporal interno.
El equipo de investigación utilizó las matemáticas para demostrar cómo los 2PM reflejan lo que sucede en el cerebro al alternar entre el sueño y la vigilia.
Demostraron que los 2PM ayudan a explicar por qué los bebés, en ciertas etapas de desarrollo, duermen la siesta algunos días y no otros, un fenómeno al que los teóricos de los osciladores denominan la 'escalera del diablo', y que el mismo modelo puede explicar los patrones de sueño en especies no humanas.
El equipo de investigación también combinó las matemáticas del cambio entre sueño y vigilia con las matemáticas de los efectos de la luz en el reloj biológico. Este modelo integrado ayuda a explicar cómo muchos fenómenos del sueño son causados por una combinación de procesos fisiológicos internos y el entorno.
Por ejemplo, el modelo ayuda a explicar por qué los adolescentes tienden a dormirse y levantarse más tarde que los niños más pequeños. Un aumento más lento de la presión del sueño durante la vigilia significa que pueden permanecer despiertos más tiempo y la exposición a la luz brillante por la noche puede retrasar aún más el sueño.
HALLAZGOS SORPRENDENTES
El modelo también ofrece nuevas formas de pensar en otros patrones comunes. Un hallazgo sorprendente es que despertarse más temprano a medida que envejecemos puede no estar impulsado principalmente por cambios en el reloj biológico, como a menudo se supone. En cambio, podría ser el resultado de cómo interactúan los diferentes sistemas que controlan el sueño, y cómo esas interacciones cambian con la edad, el entorno y la biología individual.
El trabajo del equipo muestra que este modelo 2PM más la luz ofrece una forma de entender por qué a algunas personas les resulta difícil despertarse temprano o dormir en horarios socialmente esperados, no porque su reloj biológico esté roto, sino porque su entorno (de luz) o su biología empuja su sueño hacia más tarde.
La profesora Anne Skeldon, directora de la Escuela de Matemáticas de la Universidad de Surrey y autora principal del estudio, señala: "Este modelo nos da la esperanza de que los problemas del sueño se puedan comprender y abordar mejor. Mediante el uso de las matemáticas, podemos ver cómo pequeños cambios en la luz, la rutina o la biología modifican nuestro sueño y probar formas prácticas de promover un mejor descanso para todos. Es un paso hacia soluciones más personalizadas y efectivas que mejoran la vida diaria de las personas", asegura.
Utilizando las matemáticas, los investigadores pudieron demostrar que el modelo de luz de 2PM se comporta como un sistema de osciladores no lineales: un oscilador de sueño-vigilia, las oscilaciones del reloj biológico y el patrón de luz-oscuridad que llega a nuestro cerebro a través de nuestros ojos.
Explican cómo el oscilador sueño-vigilia generalmente no sigue un patrón de 24 horas, sino que es la interacción con el reloj biológico y el patrón luz-oscuridad lo que nos mantiene alineados con el ciclo día-noche a través de un proceso conocido como arrastre.
Para explorar más a fondo cómo interactúan estas oscilaciones, los investigadores realizaron simulaciones matemáticas utilizando el modelo de luz de 2PM (más luz).
Estas simulaciones sugieren que vivir en interiores la mayor parte del día y mantener las luces encendidas por la noche altera el sistema oscilador, lo que altera nuestro sueño y les permitieron predecir diversos comportamientos, como la alteración del sueño tras la exposición a la luz nocturna o la dificultad para conciliar el sueño con regularidad.
El profesor Derk-Jan Dijk , coautor del estudio y director del Centro de Investigación del Sueño de Surrey en la Universidad de Surrey, destaca que "este trabajo demuestra cómo las matemáticas pueden aportar claridad a algo tan complejo y personal como el sueño. Con los datos y modelos adecuados, podemos ofrecer consejos más personalizados y desarrollar intervenciones innovadoras para mejorar los patrones de sueño de quienes ven afectado su descanso por las rutinas modernas, el envejecimiento o problemas de salud", concluye.
