Programa computacional simula los ciclos de sueño para estudiar el Jet Lag Social

Con la finalidad de encontrar una nueva forma de estudiar la sincronización de los relojes biológicos, el investigador Till Roenneberg y su grupo de colaboradores del Institute for Medical Psychology, de la Universidad de Munich, en Alemania, desarrollaron un software que crea modelos computacionales para representar algunos fenómenos cíclicos en los seres vivos. Entre sus objetos de análisis se encuentra el ciclo de sueño y vigilia de las personas.

Durante su conferencia Sociobiología del Tiempo Humano, presentada en el Tercer Congreso Mundial de Cronobiología, organizado por el Instituto de Fisiología de la UNAM y otras instituciones, Roenneberg señaló que su herramienta informática es útil para estudiar el Jet Lag Social, especialmente en trabajadores que rolan turnos.

Explicó que el Jet Lag Social es un concepto acuñado por él en 2006, para denominar la diferencia entre el horario que las personas deben seguir por sus obligaciones sociales (como tener que desvelarse para terminar un trabajo pendiente), y el horario que su reloj biológico les indica que deberían seguir para cubrir las necesidades fisiológicas de su cuerpo (por ejemplo, el momento en que se tiene sueño y se necesita dormir). 

En algunos individuos, el desfase entre el horario social y el biológico es tan acentuado, que les produce los efectos equivalentes a viajar varias horas en avión hacia un lugar lejano en dirección al este (lo que restaría horas efectivas al día del viajero), y regresar una semana después (lo que le añadiría horas efectivas al día del viajero).

Investigación basada en los cronotipos

El Jet Lag Social se estudia tomando en cuenta los diferentes cronotipos que existen. El término cronotipo se refiere a una clasificación de los relojes biológicos de los individuos, dependiendo de su “tendencia temporal” a realizar distintas actividades cíclicas: cómo este reloj hace “tic tac” y cómo “encaja” en un día de 24 horas.

Las características de nuestro reloj biológico son hereditarias y, junto con la exposición diaria a la luz exterior determinan, entre otras cosas, las preferencias de sueño y vigilia en cada uno de nosotros. 

El equipo del doctor Roennenberg dividió los cronotipos en siete grupos, que van desde los tipos extremadamente tempraneros, propio a las personas que se levantan a las cuatro de la mañana y se van a dormir a las ocho de la noche, hasta los extremadamente tardíos, correspondiente a los individuos que se van a dormir a las cuatro de la mañana, y se levantan entre las 11:30 y las 12 del día.

De acuerdo con la base de datos del grupo de investigación de la universidad alemana, que incluye más de 50 mil cuestionarios respondidos en línea en la página web www.thewep.org por personas de todo el mundo, la mayoría de los seres humanos tenemos un cronotipo “normal”, es decir, que dormimos entre las 12:15 de la noche y las 8:15 de la mañana.

Till Roenneberg destacó que el 85% de las personas que participaron en el estudio necesitan una alarma para despertar en los días laborables, mientras que sólo el 7% obtiene suficiente sueño durante los días de trabajo.

El cronobiólogo señaló que en la sociedad moderna, las personas que mejor sincronizan sus relojes biológico y social son aquéllas que tienen un cronotipo extremadamente tardío, y que además tienen la posibilidad de escoger sus horarios laborales, pues ellos pueden dormir tarde, se levantan al medio día y hasta entonces comienzan a trabajar. 

Las personas con el cronotipo tempranero pueden ajustarse bien a las condiciones de la vida actuales pues, por lo general, sólo tienen deudas de sueño en sus días libres, cuando sus amigos les piden que salgan a divertirse, lo que los obliga a dormir más tarde de lo que su reloj biológico les indica.

Software para investigar nuestros hábitos cíclicos

El programa computacional del grupo alemán se basa en una ecuación matemática en la que se asume que la duración del ciclo biológico interno (el curso de los distintos procesos fisiológicos que ocurren en un lapso de unas 24 horas, como el ciclo de sueño-vigilia), corresponde a la duración del sincronizador externo, en este caso, a los ciclos de luz-oscuridad a la que se está expuesto (ya sea al ciclo de día-noche que ocurre naturalmente, o a la exposición artificial a las distintas fuentes de luz). La exposición a la luz (estímulo externo) puede “comprimir” o “expandir” el tiempo que nuestro ciclo biológico (interno) necesita para echar a andar las funciones cíclicas de nuestro cuerpo.

En el estudio del ciclo de sueño-vigilia, el programa computacional del doctor Roenneberg puede predecir a través de una simulación virtual, y una vez que se han introducido en la computadora ciertas variables como la edad de una persona, su cronotipo y los tiempos en que realiza sus obligaciones sociales (por ejemplo, trabajar o estudiar), cuándo ocurrirá la siguiente fase de sueño para dicha persona “simulada”, así como la duración del mismo. 

Ventanas al sueño

Con base en las variables, el programa informático marca unas “ventanas circadianas”: el momento del ciclo sueño-vigilia en el que la gente necesita dormir. Las predicciones del software y los datos de la vida real, coinciden en que los individuos tienden a dormir lo más cerca posible a su ventana de sueño circadiana. 

Como se ha mencionado, una de las variables más importantes para que el software pueda modelar el ciclo de sueño-vigilia de una persona (virtual), es el horario de trabajo, ya sea diurno, vespertino o nocturno. Al calcular con la variable del horario, el programa logra predecir cuándo ocurrirá la siguiente ventana circadiana en la que una persona que viviera con dicho horario, dormiría. También puede calcular la deuda de sueño que esa persona acumularía en sus días de trabajo, y cuánto tiempo más dormiría en sus días libres. Till Roenneberg afirmó que los resultados del modelo informático han coincidido con los registros de lo que sucede en la realidad. 

A través de este nuevo instrumento de simulación, se detectó que las personas con cronotipos tempraneros sufren de poco Jet Lag Social cuando trabajan en los horarios regulares de nueve a cinco de la tarde. En contraste, las que tienen cronotipos tardíos, acumulan más Jet Lag cuando deben laborar durante dicho horario regular. 

Otro aspecto del ciclo de sueño-vigilia que se calculó mediante la simulación virtual, fue cuánto puede modificarse dicho ciclo ante la exposición a la luz. El doctor Roenneberg introdujo, como parte de las variables de su simulación, una mayor exposición a la luz ambiental en personas que trabajan. El modelo indicó que más exposición a la luz ambiental ayuda a los cronotipos tardíos a acoplarse a los horarios “normales”, pues esto “recorre” su ciclo de sueño-vigilia a una fase más temprana. Este hecho, a su vez, les permite dormir más tiempo en su ventana circadiana, cuando su cuerpo les pide que duerman. 

El Jet Lag Social y el trabajo por turnos

El doctor Roenneberg señaló que, tanto en el modelo virtual como en los datos de la vida real, se ha observado que en las personas que trabajan por turnos, constantemente se empalman sus ventanas circadianas de sueño, con sus horarios de trabajo.

Indicó que el software permite analizar cómo los distintos cronotipos se ven afectados por las jornadas laborales en turnos estándares, en las que el trabajador cambia de turnos, por ejemplo, los primeros 5 días en la mañana, seguido de cinco días en la tarde, y finalmente cinco días en la noche. 

Una persona con un cronotipo tempranero podrá dormir sin problemas y durante suficiente tiempo, cuando le toca cubrir la guardia matutina; pero sufrirá cuando deba hacer el turno nocturno, porque durante los días que tenga que asistir al trabajo en la noche, logrará dormir muy poco. Esto se deberá a que, cuando el reloj biológico del tempranero le indica que es de noche y debe dormir, tendrá que ponerse a trabajar. Y mientras cubra el horario nocturno, el tempranero tampoco podrá dormir y descansar en el día, durante el tiempo que su turno de trabajo se lo permite, porque su reloj biológico le indica que no tiene sueño y que tiene la necesidad de estar despierto. 

En la misma idea, las personas con un cronotipo tardío o nocturno no podrán dormirse temprano, a pesar del hecho de que tengan que levantarse a las cuatro de la mañana para estar en el trabajo a las seis. Sin duda, los nocturnos sufrirán cuando tengan que cubrir el horario matutino. Sin embargo, el horario nocturno no será problema para ellos, porque sí podrán dormir fácilmente después de una guardia nocturna.

Las predicciones del modelo computacional concuerdan con los datos que se recuperan en la vida real: los cronotipos tempraneros padecen más los cambios de turno porque realizan su guardia de la noche en completa coincidencia con su ventana de sueño, mientras que los tipos tardíos, al menos pueden dormir durante una parte del tiempo indicado en su ventana de sueño.

Las ventanas circadianas de sueño sufren modificaciones según la rotación de las guardias laborales, ya sea hacia adelante (mañana, tarde, noche) o hacia atrás (tarde, mañana, noche). El modelo del equipo alemán predice que, para afectar lo menos posible al ciclo natural de sueño-vigilia en los trabajadores tempraneros, su rotación laboral tendría que ser en el sentido de las manecillas del reloj. Ellos podrían adaptarse más fácilmente al cambio, debido a que podrían dormir más. En cambio, las personas con un cronotipo tardío se ven afectadas con las rotaciones en sentido del reloj.

El modelo permite resolver otras preguntas, tales como cuál es la mejor hora para que inicie un turno regular en la mañana. Las seis no es mala hora para comenzar, comentó Roenneberg, pero las siete es aún una mejor hora, si se toma en cuenta cuánta gente va a dormir efectivamente en sus ventanas circadianas de sueño.