Sincronización del modelado del sueño: Modulación circadiana del proceso homeostático

Resumen Algunas suposiciones básicas del modelo de dos procesos (somnostato; Daan et al. 1984) se utilizaron para desarrollar un modelo más general llamado rhythmostato. Este aborda los mecanismos temporales subyacentes al ciclo sueño-vigilia (somnostato). Una de las dos características principales de la regulación rhythmostática se ilustra mediante un modelo matemático del termostato de relé. Así como el curso temporal de la temperatura de la habitación representa el proceso de regulación del calor en el termostato de relé, la actividad de ondas lentas representa los procesos de regulación del sueño en el somnostato. Las alternancias observadas de fases inverso-exponenciales y exponenciales en el curso diurno y nocturno de la actividad de ondas lentas reflejan las desviaciones de un proceso regulado alrededor de un nivel de punto de ajuste. Estas oscilaciones pueden resultar de retrasos temporales en el proceso de regulación del sueño. Sin embargo, a diferencia de los parámetros en el modelo del termostato de relé, los parámetros del proceso regulado en el somnostato (e.g., punto de ajuste y constantes de tiempo para fases inverso-exponenciales y exponenciales) son modulados por el marcapasos circadiano. Para tener en cuenta la segunda característica principal de la regulación rhythmostática, se incorporó un término circadiano (una función sinusoidal con un período de 24 horas) en el modelo matemático que describe el curso temporal de la actividad de ondas lentas. Los datos de los experimentos de privación del sueño de Dijk et al. (1987b, 1990, 1991) y Äkerstedt y Gillberg (1981, 1986) se utilizaron para estimar los parámetros del somnostato humano. Las simulaciones de estos datos ofrecen explicaciones para algunos fenómenos que no pueden ser explicados por el modelo de Daan et al. (1984).