En el laboratorio del Instituto Max Planck de Cibernética Biológica, en Alemania, un equipo de científicos observó algo que hasta ahora parecía exclusivo de mamíferos y aves: los peces experimentan cuatro estados de sueño distintos, incluidos tres con movimientos oculares. El descubrimiento, publicado en la revista Nature Communications, desafía la visión tradicional sobre el descanso animal y abre preguntas sobre el origen evolutivo del sueño.
El protagonista del estudio es el pez cebra (Danio rerio), una especie ampliamente utilizada en investigación. Gracias a un microscopio de rastreo especializado, los investigadores lograron monitorear durante 24 horas a larvas de pez cebra que nadaban libremente, registrando de manera simultánea la actividad corporal, ocular y cerebral. Esta tecnología permitió observar con precisión que los peces atraviesan cuatro fases de sueño: tres de ellas muestran patrones específicos de movimientos oculares y una carece completamente de ellos.
“Lo que diferencia nuestro enfoque es haber sido los primeros en registrar a la vez el movimiento de los ojos y del cuerpo durante todo un ciclo de 24 horas en peces que nadan libremente”, explicó Vikash Choudhary, primer autor del estudio. El avance fue posible por la transparencia cerebral de las larvas, lo que permitió captar la actividad neuronal a gran escala.
Cómo funcionan estos estados de sueño y qué los diferencia
Cada estado de sueño identificado sigue un ritmo circadiano propio. El sueño sin movimientos de ojos domina la noche, mientras que los tres estados con movimientos —llamados QEM (quiescence with eye movement)— presentan patrones horarios diferenciados: uno predomina durante la noche y otro aumenta hacia la mañana.
El más frecuente, el QEM-1, aparece casi exclusivamente durante el día. En esta fase, los peces son especialmente difíciles de despertar, lo que los vuelve más vulnerables ante sus depredadores. “Me sorprendió cuando vi por primera vez cómo se movían los ojos de los peces de formas tan características”, reconoció Choudhary.
Durante el QEM-1, la actividad cerebral se reduce considerablemente y el estado se confirma como sueño real, comparable a una siesta diurna. El equipo de Jennifer M. Li y Drew Robson, líderes del laboratorio, observó que la actividad neuronal sigue patrones previsibles a lo largo del tiempo. Así, es posible anticipar cuánto tiempo lleva dormido el pez y en qué momento está por despertar.
Por qué los peces duermen de esta manera
El estudio comprobó que la arquitectura del sueño en los peces está regulada tanto por el reloj biológico interno como por la exposición a la luz. Cuando los científicos variaron las condiciones lumínicas, las diferentes fases de sueño se mantuvieron, aunque su frecuencia y distribución cambiaron. Esta flexibilidad sugiere que el sueño en los peces, además de estar vinculado a la luz ambiental, responde a mecanismos internos profundos.
Los científicos también identificaron los mismos cuatro estados de sueño en otras dos especies del género Danio, lo que indica un origen evolutivo antiguo y compartido de esta arquitectura. “Nuestros resultados muestran que estos patrones podrían haber surgido muy temprano en la evolución de los vertebrados”, explicaron los autores.
Para qué sirven los movimientos oculares durante el sueño en peces
El hallazgo plantea nuevas incógnitas: ¿tienen alguna función los movimientos oculares o son solo un subproducto de la actividad cerebral? La respuesta aún no está clara. “Estamos muy interesados en averiguar qué roles cumplen las diferentes fases del sueño”, señaló Jennifer M. Li. “El sueño es importante para muchos procesos, desde la reactivación de la memoria hasta la eliminación de desechos, pero todavía no entendemos completamente cómo se organiza en el tiempo”, agregó la investigadora.
Los próximos pasos del equipo apuntan a examinar en detalle la actividad neuronal durante el sueño nocturno, con la expectativa de desentrañar los mecanismos y funciones específicas de cada estado.
El hallazgo aporta evidencia de que el sueño es un fenómeno más diverso y antiguo de lo que se pensaba, con raíces profundas en la historia evolutiva animal. Los peces cebra ofrecen una poderosa herramienta para investigar los fundamentos del sueño, gracias a la transparencia de su cerebro y la posibilidad de registrar su actividad neuronal en tiempo real. Los autores del trabajo subrayan que estos resultados abren nuevas vías para el estudio de los mecanismos y funciones del sueño en vertebrados.
