Onda delta

ondas delta son oscilaciones neuronales de alta amplitud con una frecuencia entre 0,5 y 4 hercios. Las ondas delta, al igual que otras ondas cerebrales, se pueden registrar con electroencefalografía (EEG) y generalmente se asocian con la etapa profunda 3 del sueño NREM, también conocido como sueño de ondas lentas (SWS), y ayudan a caracterizar la profundidad del sueño. La supresión de las ondas delta conduce a la incapacidad de rejuvenecer el cuerpo, la revitalización del cerebro y la falta de sueño.

Antecedentes e historia

"Ondas delta" Fueron descritos por primera vez en la década de 1930 por W. Gray Walter, quien mejoró el electroencefalógrafo (EEG) de Hans Berger para detectar ondas alfa y delta. Las ondas delta se pueden cuantificar mediante electroencefalografía cuantitativa.

Clasificación y características

Las ondas delta, como todas las ondas cerebrales, pueden detectarse mediante electroencefalografía (EEG). Las ondas delta se definieron originalmente con una frecuencia de entre 1 y 4 Hz, aunque clasificaciones más recientes sitúan los límites entre 0,5 y 2 Hz. Son las ondas cerebrales más lentas y de mayor amplitud descritas clásicamente, aunque estudios recientes han descrito oscilaciones más lentas (<0,1 Hz). Las ondas delta comienzan a aparecer en la etapa 3 del sueño, pero en la etapa 4 casi toda la actividad espectral está dominada por ondas delta. La etapa 3 del sueño se define como tener menos del 50% de actividad de ondas delta, mientras que la etapa 4 del sueño tiene más del 50% de actividad de ondas delta. Estas etapas se han combinado recientemente y ahora se denominan colectivamente etapa N3 de sueño de ondas lentas. Durante N3 SWS, las ondas delta representan el 20% o más del registro EEG durante esta etapa. Las ondas delta ocurren en todos los mamíferos y potencialmente también en todos los animales.

Las ondas delta a menudo se asocian con otro fenómeno de EEG, el complejo K. Se ha demostrado que los complejos K preceden inmediatamente a las ondas delta en el sueño de ondas lentas.

Las ondas delta también se han clasificado según la ubicación de la actividad en actividad delta intermitente frontal (FIRDA), temporal (TIRDA) y occipital (OIRDA).

Neurofisiología

Diferencias de sexo

Se ha demostrado que las hembras tienen más actividad de ondas delta, y esto es cierto en la mayoría de las especies de mamíferos. Esta discrepancia no se hace evidente hasta la edad adulta temprana (entre los 30 y 40 años en humanos), y los hombres muestran mayores reducciones relacionadas con la edad en la actividad de las ondas delta que las mujeres.

Localización cerebral y bioquímica

Las ondas delta pueden surgir en el tálamo o en la corteza. Cuando se asocian con el tálamo, se cree que surgen en coordinación con la formación reticular. En la corteza, se ha demostrado que los núcleos supraquiasmáticos regulan las ondas delta, ya que se ha demostrado que las lesiones en esta área causan alteraciones en la actividad de las ondas delta. Además, las ondas delta muestran una lateralización, con predominio del hemisferio derecho durante el sueño. Se ha demostrado que las ondas delta están mediadas en parte por canales de calcio de tipo T. Durante el sueño con ondas delta, las neuronas son inhibidas globalmente por el ácido gamma-aminobutírico (GABA).

La actividad delta estimula la liberación de varias hormonas, incluida la hormona liberadora de la hormona del crecimiento GHRH y la prolactina (PRL). La GHRH se libera desde el hipotálamo, que a su vez estimula la liberación de la hormona del crecimiento (GH) desde la pituitaria. La secreción de (PRL), que está estrechamente relacionada con la (GH), también está regulada por la hipófisis. La liberación de hormona estimulante de la tiroides (TSH) disminuye en respuesta a la señalización de la onda delta.

Desarrollo

Se ha demostrado que los bebés pasan mucho tiempo en un sueño de ondas lentas y, por lo tanto, tienen más actividad de ondas delta. De hecho, las ondas delta son las formas de onda predominantes en los bebés. El análisis del EEG de vigilia de un recién nacido indica que la actividad de la onda delta es predominante en esa edad y todavía aparece en un EEG de vigilia de niños de cinco años. La actividad de las ondas delta durante el sueño de ondas lentas disminuye durante la adolescencia, con una caída de alrededor del 25% entre las edades de 11 y 14 años. Se ha demostrado que las ondas delta disminuyen a lo largo de la vida, observándose la mayor parte de la disminución a mediados de los cuarenta. Alrededor de los 75 años, la etapa cuatro del sueño y las ondas delta pueden estar completamente ausentes. Además de una disminución en la incidencia de ondas delta durante el sueño de ondas lentas en los ancianos, la incidencia de la actividad de ondas delta temporales se observa comúnmente en adultos mayores, y la incidencia también aumenta con la edad.

Perturbaciones y desórdenes

La actividad de la onda delta regional no asociada con el sueño NREM fue descrita por primera vez por W. Gray Walter, quien estudió los tumores del hemisferio cerebral. Las alteraciones en la actividad de las ondas delta y el sueño de ondas lentas se observan en una amplia gama de trastornos. En algunos casos puede haber aumentos o disminuciones en la actividad de las ondas delta, mientras que otros pueden manifestarse como interrupciones en la actividad de las ondas delta, como las ondas alfa que se presentan en el espectro del EEG. Las interrupciones de las ondas delta pueden presentarse como resultado de daños fisiológicos, cambios en el metabolismo de los nutrientes, alteraciones químicas o también pueden ser idiopáticas. Las alteraciones en la actividad delta se observan en adultos durante estados de intoxicación o delirio y en personas diagnosticadas con diversos trastornos neurológicos como demencia o esquizofrenia.

Onda delta irregular temporal de bajo voltaje

La actividad temporal de la onda delta irregular de bajo voltaje se ha detectado comúnmente en pacientes con enfermedades cerebrales isquémicas, particularmente en asociación con pequeñas lesiones isquémicas y se considera indicativa de daño cerebrovascular en etapa temprana.

Parasomnias

Las parasomnias, una categoría de trastornos del sueño, a menudo se asocian con alteraciones del sueño de ondas lentas. Caminar dormido y hablar dormido ocurren con mayor frecuencia durante períodos de alta actividad de ondas delta. También se ha demostrado que los sonámbulos tienen más actividad delta hipersincrónica (HSD) en comparación con el tiempo total que pasan en las etapas 2, 3 y 4 del sueño en comparación con los controles sanos. HSD se refiere a la presencia de ondas delta continuas de alto voltaje (> 150 µV) que se observan en los EEG del sueño. Las parasomnias que ocurren profundamente durante el sueño NREM también incluyen terrores nocturnos y despertares confusionales.

Privación de sueño

Se ha demostrado que la privación total del sueño aumenta la actividad de las ondas delta durante la recuperación del sueño y también aumenta la actividad delta hipersincrónica.

Enfermedad de Parkinson

Los trastornos del sueño, así como la demencia, son características comunes de la enfermedad de Parkinson, y los pacientes con esta enfermedad muestran una actividad de las ondas cerebrales alterada. Se ha demostrado que el fármaco rotigotina, desarrollado para el tratamiento de la enfermedad de Parkinson, aumenta la potencia delta y el sueño de ondas lentas.

Esquizofrenia

Las personas con esquizofrenia han mostrado patrones de EEG alterados y existe una estrecha asociación entre la reducción de las ondas delta durante el sueño profundo y los síntomas negativos asociados con la esquizofrenia. Durante el sueño de ondas lentas (etapas 3 y 4), se ha demostrado que las personas con esquizofrenia tienen una actividad de ondas delta reducida, aunque también se ha demostrado que las ondas delta aumentan durante las horas de vigilia en formas más graves de esquizofrenia. Un estudio reciente ha demostrado que la dominancia de la onda delta frontal derecha y central, observada en individuos sanos, está ausente en pacientes con esquizofrenia. Además, la correlación negativa entre la actividad de la onda delta y la edad tampoco se observa en personas con esquizofrenia.

Diabetes y resistencia a la insulina

Se ha demostrado que las alteraciones del sueño de ondas lentas (delta) aumentan el riesgo de desarrollar diabetes tipo II, potencialmente debido a alteraciones en la hormona del crecimiento secretada por la pituitaria. Además, la hipoglucemia que se produce durante el sueño también puede alterar la actividad de la onda delta. También se han encontrado ondas delta irregulares de bajo voltaje en el lóbulo temporal izquierdo de pacientes diabéticos, con una tasa del 56% (en comparación con el 14% en controles sanos).

Fibromialgia

Los pacientes con fibromialgia a menudo reportan un sueño poco reparador. Un estudio realizado en 1975 por Moldovsky et al. demostró que la actividad de la onda delta de estos pacientes en las etapas 3 y 4 del sueño a menudo era interrumpida por ondas alfa. Más tarde demostraron que privar al cuerpo de la actividad del sueño de ondas delta también inducía dolor musculoesquelético y fatiga.

Alcoholismo

Se ha demostrado que el alcoholismo produce un sueño con menos ondas lentas y menos potencia delta, al tiempo que aumenta la incidencia de la etapa 1 y REM tanto en hombres como en mujeres. En el abuso de alcohol a largo plazo, se ha demostrado que las influencias del alcohol en la arquitectura del sueño y las reducciones en la actividad delta persisten incluso después de largos períodos de abstinencia.

Epilepsia del lóbulo temporal

Las ondas lentas, incluidas las ondas delta, se asocian con una actividad similar a una convulsión dentro del cerebro. W. Gray Walter fue la primera persona en utilizar ondas delta de un EEG para localizar tumores cerebrales y lesiones que causan la epilepsia del lóbulo temporal. Se ha sugerido la neurorretroalimentación como tratamiento para la epilepsia del lóbulo temporal y, en teoría, actúa para reducir la intrusión inapropiada de la onda delta, aunque ha habido investigaciones clínicas limitadas en esta área.

Otros trastornos

Otros trastornos frecuentemente asociados con la interrupción de la actividad de la onda delta incluyen:

• Narcolepsia
• Depresión
• Ansiedad
• Trastorno obsesivo-compulsivo
• Trastorno de hiperactividad de déficit de atención (ADHD) y sus tres subtipos.
• Artritis crónica juvenil
• Síndrome de taquicardia postural ortoestática (PoTS)
• Síndrome de Ehlers-Danlos

Conciencia y ensueño

Inicialmente, se pensaba que los sueños solo ocurrían durante el sueño con movimientos oculares rápidos, aunque ahora se sabe que los sueños también pueden ocurrir durante el sueño de ondas lentas. Las ondas delta y la actividad de las ondas delta están marcadas, en la mayoría de las personas, por un estado aparentemente inconsciente y la pérdida de la conciencia física, así como de la "iteración de información".

También se ha afirmado que la actividad de las ondas delta ayuda en la formación de la memoria declarativa y explícita.

Farmacología

Si bien la mayoría de los medicamentos que afectan el sueño lo hacen estimulando el inicio del sueño o interrumpiendo el sueño REM, se ha demostrado que una serie de sustancias químicas y medicamentos alteran la actividad de la onda delta.

• El péptido de inducción del sueño Delta, como sugiere el nombre, induce la actividad de la ola delta EEG.
• El alcohol reduce la actividad de la onda SWS delta, restringiendo así la liberación de la hormona del crecimiento (GH) por la hipófisis.
• El muramyl peptide, muramyl dipeptide (MDP, N-acetylmuramyl-L-alanyl-D-isoglutamine) ha demostrado aumentar la actividad de onda delta durante el sueño de onda lenta.
• El fármaco Gabapentin, un medicamento utilizado para controlar las convulsiones epilépticas, aumenta la actividad de onda delta y el sueño lento de onda en adultos.
• Mientras que los hipnóticos como zolpidem aumentan el sueño de onda lenta, no aumentan la actividad de onda delta, y en cambio aumentan la actividad de husillo durante el sueño de onda lenta.
• Gamma-hidroxi butyrate (GHB) aumenta el sueño de onda lenta delta, así como la hormona del crecimiento relacionada con el sueño (GH).
• La administración de óxido nitroso de dosis altas se asocia con oscilaciones de leta lenta y de gran amplitud.

Efectos de la dieta

Se ha demostrado que las dietas muy bajas en carbohidratos, como la dieta cetogénica, aumentan la cantidad de actividad delta y el sueño de ondas lentas en personas sanas.