¿Te cuesta madrugar? La respuesta está en las matemáticas
Estudian por qué algunos adultos mayores duermen más y otros menos
Un estudio realizado por la Universidad de Surrey (Reino Unido) ha encontrado en las matemáticas una herramienta útil para entender mejor cómo y por qué varían nuestros patrones de sueño.
El trabajo responde a preguntas cotidianas como por qué los bebés duermen siesta algunos días y otros no, por qué los adultos mayores duermen menos o por qué a algunas personas les cuesta madrugar, mientras que otras lo hacen con facilidad.
La investigación, publicada en la revista Biological Timing and Sleep, analiza el llamado modelo de dos procesos (2PM) de regulación del sueño, propuesto por primera vez en los años 80. Este modelo explica que nuestro sueño está regulado por dos elementos principales: por un lado, una presión para dormir que aumenta cuanto más tiempo estamos despiertos y disminuye mientras dormimos; y por otro, un ritmo circadiano de casi 24 horas que actúa como un reloj biológico interno.
El equipo científico empleó las matemáticas para demostrar cómo este modelo refleja lo que ocurre en el cerebro cuando alternamos entre los estados de vigilia y sueño. Gracias a este enfoque, pudieron explicar fenómenos como las siestas irregulares en los bebés, lo que los expertos en osciladores llaman la “escalera del diablo”, así como ciertos patrones de sueño en otras especies animales.
Además, combinaron el modelo 2PM con cálculos sobre el efecto de la luz en nuestro reloj biológico, creando un modelo más completo. Este modelo ampliado permite comprender cómo factores fisiológicos internos y elementos del entorno influyen conjuntamente en nuestros ritmos de sueño.
Uno de los ejemplos que recoge el estudio es el de los adolescentes, quienes suelen dormirse y despertarse más tarde que los niños pequeños. Esto se debe a que en esa etapa la presión del sueño aumenta más lentamente durante el día, permitiendo que permanezcan despiertos más tiempo. A esto se suma la exposición a la luz artificial por la noche, que retrasa aún más el inicio del sueño.
El modelo también ofrece nuevas formas de interpretar otros patrones comunes. Uno de los hallazgos más llamativos es que el hecho de levantarse más temprano al envejecer no se debe tanto a un cambio en el reloj biológico como se pensaba, sino a la interacción entre distintos sistemas que regulan el sueño, la cual varía con la edad, el entorno y la biología de cada persona.
Según el estudio, este enfoque ayuda a entender por qué a algunas personas les cuesta dormir o seguir los horarios habituales, no porque tengan un problema en su reloj biológico, sino porque su entorno luminoso o su biología desplazan su sueño hacia más tarde.
La profesora Anne Skeldon, directora de la Escuela de Matemáticas de la Universidad de Surrey y autora principal del estudio, explicó que este modelo ofrece esperanza para comprender mejor los problemas del sueño y desarrollar soluciones prácticas. “Pequeños cambios en la luz, la rutina o la biología pueden influir en nuestro descanso, y este enfoque nos permite explorarlos de forma más personalizada”, afirmó.
El equipo también comprobó que el modelo con luz se comporta como un sistema compuesto por tres osciladores no lineales: el ciclo de sueño-vigilia, el reloj biológico y el patrón de luz-oscuridad que percibimos a través de los ojos. Normalmente, el ciclo de sueño no sigue un ritmo exacto de 24 horas, pero la interacción entre estos tres elementos consigue que nos mantengamos sincronizados con el día y la noche, en un proceso llamado arrastre.
Para analizar más a fondo esta interacción, hicieron simulaciones matemáticas con el modelo 2PM incluyendo la luz. Estas simulaciones mostraron que pasar la mayor parte del día en interiores y dejar las luces encendidas por la noche puede alterar el sistema oscilador, generando problemas como dificultades para dormir o descansar de forma regular.
El profesor Derk-Jan Dijk, coautor del estudio y director del Centro de Investigación del Sueño de la misma universidad, destacó que este trabajo demuestra cómo las matemáticas pueden ayudar a entender un proceso tan complejo y personal como el sueño. Con los datos adecuados, afirmó, es posible ofrecer consejos personalizados y desarrollar nuevas estrategias para mejorar el sueño en personas afectadas por las rutinas modernas, la edad o problemas de salud.
