Uso de interfaces cerebro-computadora para revolucionar la investigación de trastornos del sueño en personas con trastorno del espectro autista.

Para aquellos que no estén familiarizados con la terminología utilizada cuando se habla de las condiciones del neurodesarrollo, incluiré un pequeño prefacio a modo de contexto.

“Neurotípico” se refiere a un tipo de cerebro que representa la mediana de la población humana (alrededor del 68 % estadísticamente) . Por otro lado, los términos "Neurodiverso" y "Neurodivergente" hacen referencia a un funcionamiento cerebral opuesto al de aquellos que tienen cerebros neurotípicos.

La tan deseada siesta de ocho horas parece ser un derecho de paso que oda al tradicional ritmo circadiano humano. Aunque, para individuos con fisiología neurológica irregular, este patrón de descanso habitual es más parecido a una montaña rusa parabólica.

Esto plantea la pregunta, ¿cómo y por qué los patrones de sueño difieren de una persona a otra?

Normalmente, cuando el cuerpo humano participa en la misma acción, esperamos resultados consistentes.

Como prefacio a este argumento, me gustaría compartir mi propia experiencia con el sueño...

Como yo mismo soy una persona autista, puedo explicar de primera mano mis problemas personales con respecto al sueño o al menos la falta del mismo. Desde una edad temprana simplemente nunca encontré placer en la simplicidad de descansar. Ya sea por el temor existencial después de ver el final de mi programa de televisión favorito o por la falta de consumir cualquier otro estímulo, nunca pude encontrar la paz en dejar que mi cuerpo se apagara.

Introducción al sueño

A muchos les gusta pensar que el sueño comienza en el momento en que cierras los ojos, de hecho, esta parte del ciclo del sueño en realidad se llama "vigilia tranquila" . Es la etapa preliminar en la que la mayoría de nosotros entramos antes de quedarnos dormidos. En esta porción, tus neuronas alcanzan un patrón un tanto irregular que difiere del típico disparo constante que ocurre cuando estamos despiertos.

Una vez que uno alcanza la segunda fase del ciclo del sueño, también conocida como la etapa del sueño sin movimientos oculares rápidos (NREM, por sus siglas en inglés). Estas neuronas tienden a ralentizarse a medida que las ondas cerebrales también comienzan a alcanzar un patrón más lento. Otros rasgos físicos asociados con el ciclo de sueño NREM a menudo incluyen; temperatura corporal más baja y respiración lenta. Dentro de la etapa NREM, el cuerpo pasa por tres etapas adicionales, N1-N3, y con la progresión de cada etapa, la calidad del sueño aumenta. Los investigadores estiman que aproximadamente el 75% del sueño ocurre en las etapas NREM.

Beneficios del sueño ✅

El sueño es imprescindible para el desarrollo humano, especialmente en los niños. El sueño de alta calidad influye en gran medida en el comportamiento general de uno.

Seamos realistas, aquellos que a menudo se abstienen de descansar toda la noche, generalmente parecen desagradables para estar cerca. Independientemente del comportamiento negativo de uno, los beneficios del sueño también afectan la salud física.

Importancia del sueño

• Mejora la memoria y las habilidades para resolver problemas
• Disminuye el riesgo de deterioro relacionado con la privación del sueño
• Aumenta el funcionamiento inmunológico saludable que puede limitar el riesgo de infecciones virales.
• Disminuye el riesgo de enfermedades cardiovasculares

Ahora bien, ¿cómo miden los investigadores y los médicos la calidad del sueño?

Desde una perspectiva clínica, la evaluación del rendimiento del sueño más utilizada se produce con el uso de un polisomnograma . En términos más simples, esta prueba se conoce como estudio dormido”.

Durante la prueba, los médicos controlan los niveles de oxígeno en la sangre, la frecuencia cardíaca, los patrones de respiración y cualquier movimiento de las extremidades.

Tradicionalmente, los polisomnogramas se utilizan como prueba de diagnóstico para determinar si el paciente tiene condiciones como las siguientes; narcolepsia, apnea del sueño e insomnio . Sin embargo, en el caso de pacientes neurodivergentes, los estudios del sueño pueden detectar cualquier condición comórbida asociada con el diagnóstico de condición de neurodesarrollo preexistente.

Además de los polisomnogramas, los médicos también miden la calidad del sueño a través de la actigrafía . Esta prueba no invasiva mide el nivel de actividad y descansa durante un período de tiempo deseado. El paciente lleva un actígrafo en la muñeca de la mano dominante. Este dispositivo a menudo proporciona a los médicos datos que luego se aplican con algoritmos matemáticos para determinar los patrones que ocurren mientras el paciente está despierto y dormido.

Neuroanatomía del sueño

Las siguientes estructuras en el cerebro humano contribuyen en gran medida a la funcionalidad del sueño.

El Hipotálamo

Esta diminuta estructura se esconde en lo profundo del cerebro y encapsula las células nerviosas que controlan los comportamientos del sueño.

El hipotálamo también alberga el núcleo supraquiasmático, esto afecta la información recibida por la exposición a la luz de los ojos. Los pacientes con lesiones en su SCN a menudo pierden su capacidad de identificar la luz en su ciclo de sueño, por lo tanto, tienen más control para despertarse o continuar durmiendo.

El tronco cerebral

El tronco encefálico actúa como un medio de comunicación hacia y desde el hipotálamo.

El neuroquímico GABA (ácido γ-aminobutírico ) se produce a partir de estas dos estructuras que contribuyen a reducir la actividad de estimulación asociada con la excitación. Sin el tronco encefálico, no seríamos capaces de "desestresarnos" en forma de relajación muscular, esto es CRÍTICO para la etapa REM del sueño.

La Corteza Cerebral

Otra estructura importante incluye la corteza cerebral, que es responsable de la memoria a largo plazo y el procesamiento de la información.

El tálamo ayuda a transmitir esta información a la corteza cerebral. Cuando su cuerpo ingresa a la etapa REM del sueño, el tálamo impulsa las imágenes y otros efectos sensoriales que ocurren cuando soñamos.

La Glándula Pineal

La glándula pineal funciona para recibir señales del núcleo supraquiasmático (SCN) y conduce a la producción de melatonina . Esta hormona se crea cuando su cerebro está expuesto a la oscuridad. La melatonina también ayuda en la sincronización de su ritmo circadiano (los 24 relojes de su cuerpo).

Los pacientes con pérdida de visión suelen tomar suplementos de melatonina para compensar la falta de luz que no ven.

El cerebro anterior basal

El prosencéfalo basal se encuentra entre las partes frontal e inferior del cerebro.

La liberación de adenosina se produce a partir de las células del prosencéfalo basal y otras partes del cerebro. La adenosina es un producto químico de la energía celular. Esto aumenta su impulso y necesidad de dormir. Diferentes medicamentos como la cafeína contrarrestan la producción de adenosina que bloquea la sensación de sueño.

Autismo + Sueño

¿Qué es el autismo?

El trastorno del espectro autista es una afección del neurodesarrollo causada por anomalías en el cerebro humano.

Dado que el autismo es un espectro, los síntomas varían en gravedad de persona a persona. Como persona autista, normalmente me cuesta entender las señales sociales.

“ Hasta el 80 % de las personas con autismo tienen problemas para dormir”

Fuente — Sleepopolis

Si bien, en su mayor parte, el cerebro humano parece no diferir de una persona a otra, al menos en un sentido estructural, se ha demostrado que esto es incorrecto para las personas con trastornos del desarrollo neurológico.

En un artículo publicado por Dara Manoach, Ph.D. de la Facultad de Medicina de Harvard, las anomalías en los patrones de sueño de las personas autistas demostraron estar presentes a partir de la evidencia encontrada a través de neuroimágenes. Esto se debe a la disminución de la función en el circuito talamocortical.

¿Qué es el Circuito Talamocortical?

En términos simples, este es el medio de comunicación entre el ojo y la corteza cerebral.

¿Solución?

A medida que las tecnologías emergentes comienzan a cambiar el rostro de la medicina, la intersección entre los dispositivos físicos y los órganos humanos recupera su predominio. En la propuesta de investigación de Dana Manoach en torno a la comprensión de por qué los individuos autistas tienen disfunción del circuito talamocortical, utiliza tecnologías de interfaz cerebro-computadora.

“Debido a que los estudios del sueño a gran escala en laboratorio son prohibitivamente costosos y engorrosos, el primer objetivo de este proyecto es validar la metodología y establecer la viabilidad de un estudio del sueño a gran escala en el hogar en ASD utilizando una electroencefalografía portátil disponible comercialmente ( EEG) dispositivo.”

( SFARI | Caracterización de la fisiología del sueño en el autismo: un camino desde los genes hasta el tratamiento , sin fecha).

¿Qué es un dispositivo de electroencefalografía (EEG)?

El dispositivo de electroencefalografía es un electrograma que registra la actividad cerebral.

Los sensores de electrodos con discos de metal en miniatura se conectan a cables que se colocan en la parte superior de la cabeza del paciente. Estos sensores detectan cualquier cambio en las cargas eléctricas creadas por el movimiento de tus neuronas.

• Neuronas = Células Cerebrales

Si bien aún no se ha descubierto la clave para desbloquear las diferencias del ritmo circadiano entre los individuos neurotípicos y neuroatípicos. Siento que la solución se encuentra en las profundidades de los dispositivos computacionales del cerebro.

Para aquellos que comparten un entusiasmo similar en este campo, he incluido algunos enlaces a continuación para ampliar su conocimiento sobre este tema...

• Mi canal de YouTube favorito centrado en BCI, https://www.youtube.com/c/thebciguys
• Interfaces cerebro-computadora en medicina
• Integración clínica de BCI no invasivos
• Qué podrían significar las interfaces cerebro-computadora para el futuro del trabajo
• Cómo controlar las cosas usando tu cerebro (y hardware de código abierto)

Mi nombre es Lauren y tengo 18 años y me apasiona hacer que el mundo sea neuroinclusivo ♾️ a través de la utilización de la tecnología. ¿Te gusta lo que ves? Consulte el resto de mi huella digital en https://linktr.ee/laurengp .