El cerebro es el único que duerme. Al estar dividido en dos hemisferios la naturaleza ha encontrado la forma de poner a dormir un hemisferio y mantener al otro en vigilia de tal modo  que permita salir del agua a respirar, moverse para generar calor y vigilar el entorno. Así duermen los mamíferos marinos: los leones, osos y lobos marinos cuando están en el agua y siempre los cetáceos (delfines y ballenas).

Los primeros mamíferos evolucionaron desde los reptiles y fueron plenamente terrestres . Desde entonces, colonizaron otros nichos ecológicos como el subterráneo (topo), aéreo (murciélago) o acuático (delfín). Tradicionalmente, se ha dicho que la evolución beneficia la supervivencia del más fuerte cuando en realidad lo que hace es favorecer la supervivencia del que mejor se adapta al entorno. Y eso es precisamente lo que han hecho los mamíferos marinos cuando tienen que dormir en el agua: adaptarse a un entorno radicalmente diferente para poder realizar sus funciones vitales, sobrevivir y reproducirse, que al fin y al cabo es de lo que se trata.

¿Por qué dormimos?

El sueño es un estado de la conciencia, fisiológico y reversible, de desconexión parcial y temporal del entorno, con aumento del umbral de respuesta a los estímulos externos. Además, en el sueño se produce una amalgama de procesos fisiológicos y conductuales. Típicamente, en el sueño se adoptan distintas posturas, generalmente de reposo, los ojos suelen estar cerrados y se producen cambios en la percepción de los sentidos. Pero todas estas características no son aplicables a los mamíferos marinos.

Sabemos que dormir es fundamental para la vida pero la ciencia no ha encontrado, todavía, todas las razones fundamentales por las que dormimos. Se han evidenciado procesos fisiológicos relacionados con el sueño como la consolidación de memoria, tanto la procedimental como la episódica, la regulación de sustancias cerebrales como la adenosina que promueve el sueño (por eso la cafeína, que actúa bloqueando sus receptores, nos mantiene despiertos), la regulación del ritmo circadiano, procesos inmunológicos y hormonales (la hormona del crecimiento se segrega cuando dormimos), reajuste y consolidación de sinapsis neuronales, etc. Pero, en sentido estricto y evolutivo no es necesario perder la consciencia para realizar estas funciones, y sin embargo la perdemos durante varias horas, quedando expuestos a posibles enemigos. Para una gacela no parece tener mucho sentido evolutivo quedarse dormida en la sabana donde vive rodeada de leones.

El sueño o comportamientos similares al sueño se han observado en casi todas las especies animales, tanto en vertebrados como invertebrados. Pero las fronteras de la filogenia del sueño (campo reciente de la neurobiología) y sus tipos no se conocen bien. Si bien los procesos fisiológicos básicos son compartidos por todos los mamíferos (por ejemplo, los glóbulos rojos transportan oxígeno o los cerebros consumen glucosa), el caso del sueño es diferente. Los estudios realizados sobre el sueño ofrecen diferentes topografías: un caballo duerme alrededor de dos horas diarias y un murciélago marrón unas veinte. Con los datos en la mano, no tiene mucha lógica.

El sueño de los mamíferos se divide en dos tipos. Uno muy importante desde el punto de vista fisiológico llamado sueño de ondas lentas (NREM: Non Rapid Eye Movement), que se divide a su vez en fase I de sueño superficial y fase II y III de sueño profundo.  El otro tipo es el archiconocido sueño REM de ondas más rápidas (como en vigilia), que se caracteriza por el movimiento rápido de ojos (Rapid Eye Movement), atonía muscular y el cese de la termorregulación, y es en el que solemos soñar.

Por ejemplo, en humanos, el sueño NREM junto con el REM se agrupan en periodos de dos horas que se repiten tres o cuatro veces cada noche, siempre en el mismo orden, primero sueño NREM (I, II y III) y luego sueño REM. En el gráfico siguiente se pueden observar las diferentes fases y sus funciones.

El sueño de los mamíferos marinos

En el curso de la evolución, los mamíferos marinos representan una vuelta al mar desde mamíferos terrestres hace más de 50 millones de años: artiodáctilos como las gacelas en el caso de los delfines y ballenas, carnívoros como los tigres en el caso de los leones marinos y manatíes en el caso de las focas o elefantes marinos.

Esta vuelta al mar supuso un desafío evolutivo sin precedentes que hizo cambiar el paradigma de procesos biológicos fundamentales como el sueño, que tenía que adaptarse a un medio donde la necesidad de respirar en la superficie, mantener el cuerpo caliente y la dificultad de esconderse de los depredadores no tenía equivalencia en el medio terrestre.

Esta vuelta al mar supuso un desafío evolutivo sin precedentes que hizo cambiar el paradigma de procesos biológicos fundamentales como el sueño.

Así nos encontramos con una tipología insólita en el sueño de los mamíferos marinos. Mientras los mamíferos terrestres , entre ellos el hombre, cuando duermen tienen un electroencefalograma (EEG) de ondas lentas y sincronizadas en ambos hemisferios cerebrales, como si pusieran el cerebro al ralentí, con pérdida de consciencia; los delfines, por ejemplo, tienen sueño de ondas lentas (NREM) y sincronizadas en un hemisferio cerebral mientras en el otro tienen ondas desincronizadas de bajo voltaje características de la vigilia. Es decir, están dormidos en un lado del cerebro y, simultáneamente, despiertos en el otro. Aparte del EEG se puede observar a simple vista ya que suelen mantener el ojo abierto del hemisferio despierto mientras cierran el ojo del hemisferio dormido.

Además, los delfines carecen casi por completo de fase de sueño REM, aquella que se creía imprescindible para la correcta homeostasis de las funciones biológicas y consolidación de cierto tipo de memoria.

Por otro lado, un delfín puede responder correctamente con un 95% de precisión a la tarea de detectar una señal acústica entre cinco posibles, cada pocos minutos durante quince días, sin descanso. Es decir, en ningún momento de esos quince días ha perdido totalmente la consciencia ya que ha sido capaz de detectar la señal (oír), procesar cognitivamente el lugar de origen  dirigirse a él (comportamiento motor consciente) y posteriormente dirigirse a otro lugar a por el premio. Esto no sucede en los mamíferos terrestres ya que todos al dormir perdemos la consciencia. Igualmente se han constatado que las madres y los neonatos no muestran los comportamientos convencionales relacionados con el sueño, ni bihemisférico ni unihemisférico. La madre se adapta al bebé en sus patrones de necesidad de respiración, lactancia… y parecen suprimir ambos el sueño, no reflejando ningún tipo de rebote compensatorio posterior.

Para rizar el rizo, otros mamíferos marinos como leones marinos y focas, representan estadios intermedios pudiendo elegir entre sueño con dos hemisferios cuando están en tierra o sueño unihemisférico cuando están en el agua, lo que es realmente sorprendente. La neurociencia está perpleja ante esta capacidad de plasticidad de la actividad cerebral. ¿Cómo hacen el cambio de un patrón a otro? ¿Cómo se reparte la neuroquímica?

Por otro lado, se ha comprobado que el sueño REM facilita la consolidación de la memoria y aprendizaje no declarativo o procedimental (por ejemplo, montar en bici) y el sueño lento NREM facilita la consolidación del memoria declarativa (por ejemplo, recordar cosas de nuestra infancia). Los delfines son claramente unos animales sorprendentes en cuanto a la memoria y aprendizaje no declarativo, es fácil observarlos hacer veinte tipos de ejercicios diferentes con un simple gesto o voz del entrenador. Por tanto, deberían tener un sueño REM mayor que los demás mamíferos. Pues bien, los delfines no tienen sueño REM. No es que tengan poco, es que los registros encefalográficos muestran que no tienen nada, al menos no como el resto de mamíferos estudiados, desde un ratón hasta un elefante. Aparte de no reflejarse en el EEG, nunca pierden el tono muscular ni la regulación de la temperatura, dos características fundamentales del sueño REM en el resto de mamíferos.

Los delfines son claramente unos animales sorprendentes en cuanto a la memoria y aprendizaje no declarativo, es fácil observarlos hacer veinte tipos de ejercicios diferentes con un simple gesto o voz del entrenador.

Para terminar, la ciencia se inclina a pensar que, al igual que los humanos, el resto de mamíferos también sueñan. No podremos saber sus contenidos oníricos pero su actividad cerebral es similar a la nuestra y cualquiera que tenga un perro lo ha visto sacudir las patas, gemir o ladrar mientras duerme. Los sueños o ensoñaciones se producen casi exclusivamente en la fase REM del sueño, por tanto ¿significa eso que los delfines no pueden soñar? En esta situación de evidencias, preguntas, misterios y paradojas nos encontramos los que estudiamos el sueño, donde el de los mamíferos marinos representa el último escalón evolutivo y por tanto su estudio puede ser fundamental para comprender el sueño en humanos.