Desvelo

Se ha demostrado que las neuronas que liberan norepinefrina en el locus coeruleus son cruciales para mantener la vigilia. ^{[ 12 ] [ 13 ]} Clásicamente, se cree que este neuromodulador subyace al estado de vigilancia , también conocido como excitación o alerta. La conclusión de que la norepinefrina es necesaria para la vigilia se apoya en el hecho de que la norepinefrina está correlacionada con la vigilia, así como en la evidencia de que este neuromodulador participa en las excitaciones evocadas por estímulos sensoriales durante el sueño y el movimiento durante la vigilia a través de proyecciones a las motoneuronas de la médula espinal . ^{[ 14 ]}

La actividad del locus coeruleus es máxima con el estrés, los estímulos novedosos o los estímulos prominentes. ^{[ 15 ]} Sin embargo, algunos estudios han demostrado que esta actividad no es necesaria para la vigilia. Esto ha llevado a algunos investigadores a concluir que la norepinefrina del locus coeruleus puede ser necesaria para comportamientos críticos en la vigilia (como el estado de alerta y la capacidad de respuesta), pero no para la vigilia en sí misma. ^{[ 16 ] [ 17 ]} Dado que el comportamiento voluntario es una característica fundamental de la vigilia saludable , determinar la necesidad de norepinefrina ya sea en la vigilia o en el comportamiento relacionado con la vigilia es una cuestión de importancia clínica.

El núcleo parabraquial integra información sensorial y autonómica con la activación cortical para mediar las necesidades fisiológicas. Es crucial para transmitir señales sensoriales al prosencéfalo. Las lesiones de las neuronas glutamatérgicas en esta región causan un estado de coma permanente. ^{[ 18 ]} Las neuronas glutamatérgicas en esta área se proyectan al hipotálamo lateral, el prosencéfalo basal y la corteza cerebral. ^{[ 19 ]} Estas neuronas son principalmente activas durante la vigilia y el sueño REM. ^{[ 20 ]}

Las neuronas serotoninérgicas en esta área promueven la vigilia. Estas neuronas tienen conexiones sinápticas tanto anterógradas como retrógradas con áreas cerebrales involucradas en los estados de sueño y vigilia. El núcleo del rafe inerva la amígdala , la ínsula y la corteza prefrontal , lo que le permite mediar en el procesamiento emocional y la motivación. ^{[ 21 ]} Los primeros estudios de lesiones sugirieron que la serotonina de esta región era necesaria para el sueño. Sin embargo, a mediados de la década de 2010, se estableció que estas neuronas son esenciales para la termogénesis , y la alteración del sueño por agotamiento de serotonina era una consecuencia de la hipotermia . ^{[ 22 ]} Por el contrario, algunas evidencias demuestran que la serotonina de los núcleos del rafe promueve la vigilia. En consonancia con esto, los fármacos que aumentan la serotonina, como los ISRS, tienden a aumentar la vigilia. ^{[ 23 ]}

Las neuronas dopaminérgicas en esta área son activas y promueven la vigilia. ^{[ 24 ] [ 25 ]} El daño a estas neuronas reduce la excitación y aumenta el tiempo total de sueño. Las neuronas GABAérgicas en esta región también promueven la vigilia. ^{[ 26 ]}

Las neuronas dopaminérgicas, glutamatérgicas y GABAérgicas en esta área son más activas en la vigilia y el sueño REM. ^{[ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]}

El área tegmental ventral contiene muchas neuronas dopaminérgicas. Estas neuronas están fuertemente implicadas en la recompensa . La liberación de dopamina desde esta área cerebral facilita la atención hacia estímulos relevantes , es decir, algo gratificante o aversivo. Debido a que las neuronas en esta área cerebral no aumentan sus tasas de disparo con la vigilia, algunos investigadores concluyeron que esta área no está involucrada en el sueño y la vigilia. ^{[ 31 ]} Sin embargo, la inhibición quimiogenética de las neuronas liberadoras de dopamina en esta región reduce la vigilia, especialmente en condiciones de alta motivación. ^{[ 32 ]} Además, la actividad de estas neuronas cambia la excitabilidad neuronal y promueve la vigilia. ^{[ 33 ]} Se ha demostrado que los estimulantes, como la anfetamina y la nicotina, promueven la vigilia al bloquear la recaptación de dopamina en esta región. ^{[ 34 ]}

El prosencéfalo basal contiene neuronas colinérgicas, glutamatérgicas y GABAérgicas. Estas neuronas inervan la corteza y promueven la vigilia al potenciar la activación cortical. La estimulación de esta región promueve el estado de alerta. ^{[ 35 ] [ 36 ]} Las lesiones del prosencéfalo basal pueden producir coma. ^{[ 37 ] [ 38 ]}

En general, la actividad neuronal en el prosencéfalo basal promueve la vigilia. ^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]} La mayoría de las neuronas del prosencéfalo basal son máximamente activas tanto durante la vigilia como durante el sueño REM. Las neuronas colinérgicas se activan con ritmos corticales rápidos durante la vigilia y el sueño REM. Durante la vigilia, esta actividad es necesaria para la atención, la memoria, el procesamiento sensorial y la plasticidad cortical. ^{[ 42 ] [ 43 ]} Las manipulaciones selectivas de las neuronas colinérgicas del prosencéfalo basal han demostrado que estas neuronas son necesarias para la actividad cortical rápida, pero quizás no para la vigilia en sí misma. Por el contrario, las neuronas GABAérgicas en esta área son suficientes para inducir la vigilia mediante la inhibición de las interneuronas corticales. ^{[ 44 ]} Evidencia limitada sugiere que las neuronas glutamatérgicas del prosencéfalo basal promueven la vigilia a través de conexiones sinápticas con la corteza y regiones subcorticales que promueven la excitación. ^{[ 45 ] [ 46 ]}

Históricamente, se ha investigado el papel de la histamina y la orexina (también conocida como hipocretina) en el hipotálamo en relación con el sueño y la vigilia. ^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]} Se ha descubierto que estas neuronas se activan con la excitación y la locomoción. ^{[ 50 ] [ 51 ]} Estas neuronas se proyectan a las neuronas noradrenérgicas del locus coeruleus y a las neuronas dopaminérgicas del área tegmental ventral para promover la vigilia. ^{[ 52 ] [ 53 ]}

No se ha demostrado de forma concluyente que las neuronas que producen histamina y orexina en esta área del cerebro sean necesarias para la vigilia. ^{[ 54 ] [ 55 ]} El daño a estas neuronas tiene poco efecto duradero en la cantidad o el momento de la vigilia y el sueño. Desde el siglo XXI, se ha establecido que estos neuromoduladores son importantes para mantener la vigilia en condiciones subóptimas. ^{[ 56 ] [ 57 ]} Sin embargo, el daño a las neuronas orexinérgicas en el hipotálamo lateral causa narcolepsia . ^{[ 58 ]} Esta condición se define por cantidades normales de tiempo que se pasa en los estados de sueño y vigilia, pero transiciones inestables entre estos estados. En general, las neuronas en el hipotálamo lateral, sobre todo las neuronas productoras de orexina, pero también las neuronas glutamatérgicas y GABAérgicas, promueven la vigilia. ^{[ 59 ] [ 60 ] [ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]} Estas neuronas tienen muchas conexiones con el tronco encefálico, el prosencéfalo basal y el mesencéfalo, muchas de las cuales promueven la vigilia. Las lesiones en el hipotálamo lateral posterior causan somnolencia, lo que puede explicarse por las neuronas glutamatérgicas que activan la corteza y las neuronas GABAérgicas que inhiben los circuitos promotores del sueño. ^{[ 64 ] [ 65 ]} Las neuronas GABAérgicas en el hipotálamo lateral promueven la vigilia del sueño NREM específicamente. ^{[ 66 ]}

El tálamo influye en las oscilaciones corticales durante la vigilia y el sueño. ^{[ 67 ]} El papel crítico e interrelacionado del tálamo en las oscilaciones corticales, tanto en la vigilia como en el sueño, ha dado lugar a frecuentes debates sobre las oscilaciones y los circuitos talamocorticales en la investigación neurocientífica.

Las lesiones en el tálamo alteran la consciencia, pero tienen poco efecto en los estados de sueño-vigilia. Dado que los estudios de lesiones sentaron las bases de la investigación del sueño en el siglo XX, esta conclusión retrasó la investigación sobre el papel del tálamo en la vigilia hasta el siglo XXI. En la vigilia, las neuronas talamocorticales reciben información excitatoria de neuronas que promueven la vigilia, incluidas las neuronas productoras de norepinefrina del locus coeruleus y las neuronas productoras de orexina del hipotálamo lateral. Se ha demostrado que estas neuronas son suficientes para la vigilia. Clásicamente, el tálamo se considera la estación de relevo del cerebro; es decir, "transmite" muchas señales del sistema nervioso periférico y las áreas cerebrales inferiores a las áreas corticales superiores. Desde principios de la década de 2010, la investigación sobre el tálamo ha enfatizado su papel activo en el procesamiento de la información. Debido a que recibe información sensorial descendente, actividad neuronal del tronco encefálico y actividad del prosencéfalo, así como conexiones de retroalimentación de áreas corticales ascendentes, está posicionada para actuar como un intercambio activo de información procesada, en lugar de un simple relevo pasivo. Dado que esta área cerebral recibe muchas señales de áreas cerebrales inferiores necesarias para la vigilia y envía muchas señales a áreas neocorticales que definen la vigilia, el papel de esta área cerebral en la vigilia es un área de investigación activa. ^{[ 68 ]}