Magíster en ciencias biológicas y médicas / El sueño REM puede dividirse en dos clases de actividad. El sueño REM tónico estaría caracterizado por actividad hipocampal sostenida en banda theta y atonía muscular, mientras que la actividad fásica corresponde a episodios breves de eventos tales como trenes de actividad theta de alta frecuencia, movimientos oculares rápidos, mioclonías musculares, incremento de la frecuencia cardiaca y respiratoria, ondas ponto-genículo-occipitales (en gatos y humanos) y, en ratas particularmente, ondas pontinas y movimiento de la musculatura de vibrisas. Si bien, como estadío global, se ha asociado al sueño REM con la consolidación de memorias emocionales, evidencias del incremento de las ondas pontinas luego de un condicionamiento por evitación activa apuntan a una mayor relevancia de los eventos fásicos para este tipo de aprendizaje. Así, se propuso estudiar los efectos de la adquisición de una tarea de evitación activa sobre los movimientos fásicos de vibrisas, contracciones de musculatura nucal y eventos fásicos de theta, mediante de la cuantificación de cambios en su densidad por minuto de sueño REM en un grupo de ratas. Los resultados demostraron incrementos significativos de los eventos fásicos musculares (movimientos de vibrisas y contracciones de nuca) en el grupo que adquirió el aprendizaje de evitación activa, mientras que se observó un aumento significativo de los eventos fásicos de theta en el grupo control diseñado para medir estrés por exposición al estímulo aversivo. Ambos incrementos ocurrieron de forma sostenida luego de la exposición a sus respectivos protocolos, e independientes de las variaciones en la distribución temporal del sueño REM. Los hallazgos obtenidos permiten sugerir que: 1) los eventos fásicos musculares del sueño REM serían indicadores de consolidación de una memoria emocional cuyo aprendizaje implica control de un estresor, y 2) los eventos fásicos de theta darían cuenta de la imposibilidad de manejar un evento aversivo mediante la conducta y, en último término, indicarían el nivel de estrés sufrido por el sujeto. En conjunto, los resultados apuntan a una manifestación diferencial de los eventos fásicos del sueño REM durante el procesamiento de la experiencia emocional de la vigilia previa, de modo que el nivel de estrés sufrido y la capacidad de ejercer control sobre posibles amenazas activaría mecanismos de generadores antagónicos. / According to the tonic-phasic model, rapid eye movement (REM) sleep can be categorized in two types of activity. Tonic REM sleep, featured by the classical muscular atonia and sustained hippocampal theta activity, can be briefly interrupted by phasic events such as high frequency theta bursts, rapid-eye movements, muscular twitches or limbs myoclonia, increased respiratory and cardiac activity, ponto-geniculo-occipital waves, and pontine waves and whiskers movements in rats. Even when, as a whole, REM sleep has been associated to emotional memories consolidation, growing evidence on increased P-wave activity after active avoidance conditioning suggests greater importance of phasic events for this kind of emotional learning. Thus, this investigation aimed to study the effects of the active avoidance task acquisition over phasic whisker movements, nuchal twitches and theta phasic events, measuring their density per minute of REM sleep in rats. The results demonstrate significant increases of phasic muscle events (whisker and nuchal twitches) in the active avoidance learning group, whereas phasic theta events were significantly augmented in the group designed for the aversive stimulus stress control. Both increments were sustained through the sleep phase recordings after exposure to their respective protocols, and showed independence from the REM sleep`s temporal distribution shifts. These findings suggest that: 1) REM sleep`s phasic muscle events could be physiological markers of an emotional memory consolidation which involves control of an aversive stimulus, and 2) Theta phasic events could indicate the inability of behavioral control over an aversive stimulus and, ultimately, the stress level of the subject. Altogether, the results appoint to a differential phasic event expression during REM sleep processing of previous emotional situations, so that the stress level and the experienced control level over menaces activate antagonists neural generating mechanisms.

Memoria para optar al título Profesional de Médico Veterinario / En gatos, ratas y ratones, la cantidad de sueño de movimientos oculares rápidos (MOR) perdido durante una privación de sueño, predice durante la recuperación de sueño, el rebote de sueño MOR. Esto sugiere que el sueño MOR es homeostáticamente regulado y que una presión por sueño MOR se acumula durante su ausencia, por ejemplo: durante vigilia y sueño No-MOR (NMOR). Alternativamente ha sido propuesto que la presión al sueño MOR se acumula exclusivamente durante la ocurrencia de sueño NMOR (Benington, 2002). Para intentar clarificar si la presión al sueño MOR depende exclusivamente de su ausencia o más bien de la expresión del sueño NMOR, se realizaron privaciones de sueño en 15 ratas implantadas con electrodos de registro encefalográfico. Las privaciones fueron parte de 2 protocolos de privación. El primero consistió en 2 horas de privación total de sueño, seguidas de 2 horas de privación selectiva e intermitente de sueño MOR (2T2I). El segundo en 2 horas de privación continua y selectiva de sueño MOR, seguida de 2 horas de privación selectiva e intermitente de sueño MOR. Se logró obtener 2 escenarios diferentes durante la recuperación de sueño de las ratas. Uno con alta presión al sueño NMOR y otro con baja presión. Se realizó un protocolo Control (CL) para descartar posibles efectos inespecíficos producto de las privaciones. Los datos obtenidos permiten concluir que la presión homeostática al sueño MOR se acumula durante la ausencia de este estado y que frente a una alta presión de sueño MOR, tanto como de sueño NMOR, existe prioridad para descargar la presión del sueño NMOR.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / Autores en los 70’s y 80’s reportaron que el Enriquecimiento Ambiental (EA) aumentaba selectivamente el sueño REM. Ellos relacionaron estos resultados con los procesos de aprendizaje que serían mayores en ratas que tienen EA. Sin embargo, durante los últimos años se ha propuesto que la relación entre sueño y aprendizaje podría involucrar factores mucho más sutiles que aumentos o disminuciones de cantidad de estados de sueño, tales como la alternancia entre sueño NREM y sueño REM o componentes circadianos. Este estudio evaluó los efectos del EA sobre el sueño de la rata usando mediciones tradicionales, como cantidad de estado, y otras más sutiles, tales como análisis de la arquitectura del sueño, transiciones entre estados y mecanismos regulatorios circadianos y homeostáticos. Para ello se utilizaron dos grupos de 4 ratas Sprague Dawley cada uno bajo un esquema de luz:oscuridad 12h:12h, que fueron registrados de forma continua. El grupo control o ratas no enriquecidas (RNE) fue mantenido bajo condiciones estándares de laboratorio, mientras que el grupo experimental o ratas de ambiente enriquecido (RAE) fue mantenido en condiciones ambientales enriquecidas, que consistían en cajas de mayor tamaño con túneles, material para hacer nido, rueda para correr y comida novedosa. Estas condiciones se mantuvieron posteriores a la cirugía y durante todo el registro. El diagnóstico de estados de sueño fue realizado de forma automática por un programa computacional. Se observó que RAE presentó significativamente mayor cantidad de sueño REM durante la fase de luz y mayor fracción sueño REM /No REM. Además, en RAE el sueño REM se presentó en fase avanzada y los episodios de REM fueron más largos, hubo más alternancias entre los estados dentro de los bloques de sueño y la homeostasis de corto plazo de sueño REM fue más precisa / Financiamiento: Proyecto Fondecyt 1060250 y por la Fundación Puelma, Universidad de Chile

Grado de magister en nuerociencias / La homeostasis de sueño REM refiere el proceso mediante el cual la cantidad de tiempo en este estado se mantiene dentro de límites mínimos aceptables; sin embargo existen reportes contradictorios respecto a si el sueño REM posee efectivamente este tipo de regulación. Utilizando la herramienta de Estimulación Fótica provocamos un exceso de sueño REM. Aplicando Pulsos de Oscuridad (PO) durante el periodo de luz, se logra con alta probabilidad y corta latencia una transición de sueño NREM a sueño REM en ratas albinas. De esta manera provocamos un exceso del estado y evaluamos la respuesta posterior. Se implementaron tres protocolos: (1) 4R, privación selectiva de sueño REM durante 4 horas (Zeitgeber time 4-7); (2) 10d, aplicación de Pulsos de Oscuridad de 10 minutos, alternados con 20 minutos de luz durante 2 horas (Zeitgeber time 8-9) y por último (3) 4R10d, que involucra la combinación de ambas condiciones experimentales. Los protocolos 4R y 4R10d mostraron una respuesta homeostática de rebote significativa posterior a la privación. Durante el periodo de Estimulación Fótica se observó un importante incremento del tiempo en sueño REM en 4R10d en relación a BL y 4R que se extendió incluso durante el periodo de actividad de la rata. En el protocolo 10d se observó un incremento del tiempo en sueño REM equivalente al rebote post-privación obtenido en 4R, y el incremento ocurrido en 4R10d constituye la sumatoria del sueño REM obtenido producto de la privación más la acción de los Pulsos de Oscuridad. En conclusión, la recuperación post-privación mostró características homeostáticas, sin embargo no consideró el exceso de sueño REM obtenido mediante Estimulación Fótica. / There is a homeostatic mechanism that preserves the daily REM sleep quota. To be truly homeostatic, the underlying REM sleep hourglass process that keeps track of the cumulated REM sleep time should promote REM sleep in response to REM sleep deficits, as occurs after selective REM sleep deprivation (RD) in humans and rodent models, and postpone REM sleep occurrence when challenged by REM sleep excesses. In the albino rat, short dark pulses (DP) transiently increase REM sleep amount by shortening the latency of NREM to REM sleep transitions, phenomenon known as photic masking. Photic masking provides a useful strategy to explore the REM sleep hourglass process in response to REM sleep excess. Male albino rats were subjected to 4 hours of RD during the rest phase (zeitgeber time, ZT, 4-7; light:dark cycle= 12:12). It was compared the subsequent REM sleep rebound when occurring in the presence or absence of 10-minute DP given in the ZT 8-9 interval. REM sleep rebound in the ZT 8-11 interval after RD was 10.9 minutes and when occurring in the presence of DP was 22.2 minutes. Whereas REM sleep rebound after RD alone fully compensated REM sleep debt within 6 hours, REM sleep rebound with DP provoked a sustained REM sleep excess that was present after 16 hours of recordings. The additive effect of photic masking suggest that REM sleep hourglass process is insensitive to the activation of REM-on neurons targeted by retinofugal projections.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El Octodon degus ha sido descrito como un animal de actividad diurna en su medio natural. En condiciones de laboratorio, presenta un perfil predominantemente crepuscular en su ritmo de actividad-reposo. Se ha descrito la existencia de múltiples cronotipos en esta especie, con individuos que expresan diversas predilecciones horarias de actividad: nocturna, diurna e intermedia. Interesa estudiar aspectos de la cronobiología del Ciclo Sueño Vigilia (CSV) del O. degus. Como en la mayoría de los mamíferos, en este roedor es posible distinguir tres estados: vigilia, sueño de movimientos oculares rápidos (MOR) y sueño no-MOR (NMOR). La interacción entre los mecanismos homeostáticos del sueño MOR y los mecanismos circadianos, parece ser de particular interés en esta especie de actividad bimodal crepuscular. Un número de 15 animales capturados, fueron estudiados polisomnográficamente, luego de una habituación a las condiciones de laboratorio. Fueron mantenidos bajo un ciclo luz:oscuridad 12:12 hrs., con agua y alimento ad libitum. El encendido de la luz fue a la hora 00 y el apagado a la hora 12. Luego de una implantación crónica de electrodos, para estudios electroencefalográfico (EEG) y electromiográfico (EMG), los registros fueron adquiridos mediante un sistema automatizado. Se consideraron cuatro días de registro de línea de base para cada individuo, con el fin de realizar el estudio descriptivo del CSV. Diez animales completaron el estudio de privación de sueño. El protocolo completo consistió en cuatro días experimentales, con una privación de sueño de tres horas cada uno. Se combinaron dos variables: privación total o selectiva de sueño MOR, y comienzo a las 06 o 18 horas (fase diurna y nocturna, respectivamente). Los resultados demuestran la existencia de un patrón crepuscular con cronotipos nocturno y diurno en el O. degus. Los experimentos de privación sugieren que, la respuesta homeostática del sueño MOR está modulada por el sistema circadiano, siendo ésta eficiente sólo en la fase de oscuridad. La privación total de sueño no produjo respuesta compensatoria del sueño MOR. El sueño NMOR juega un rol crítico en la respuesta homeostática del sueño MOR en el O. degus. En suma, la respuesta homeostática del sueño MOR depende de la hora del día y de la modalidad de privación de sueño.