Arousal

Qué es el arousal

En neurofisiología, arousal designa el estado general de activación del sistema nervioso central. No se refiere a una emoción concreta, ni al contenido de lo que una persona piensa o siente, sino a la intensidad con la que su corteza cerebral procesa la información en cada instante. Un individuo dormido tiene un arousal bajo; alguien en estado de alerta máxima ante un peligro lo tiene alto. Entre esos dos extremos cabe todo un gradiente continuo que condiciona la atención, la capacidad de reacción y el rendimiento cognitivo.

El vocablo procede del verbo inglés to arouse ("despertar", "excitar"), y se ha incorporado al vocabulario médico internacional sin traducción estándar al castellano, aunque se usan como equivalentes parciales "activación cortical", "nivel de alerta" o "neuroexcitación". La Real Academia Nacional de Medicina lo consigna como anglicismo de uso habitual en textos de neurología, psicología clínica y medicina del sueño.

El sistema reticular ascendente y la regulación de la vigilia

En 1949, el neurofisiólogo italiano Giuseppe Moruzzi y el estadounidense Horace Magoun publicaron un experimento que cambió la comprensión del sueño y la vigilia. Trabajando con gatos anestesiados, demostraron que la estimulación eléctrica de una zona concreta del tronco encefálico (la formación reticular del mesencéfalo) provocaba en el electroencefalograma un patrón idéntico al de la vigilia: ondas rápidas y de baja amplitud reemplazaban al trazado lento y amplio del sueño. Cuando, por el contrario, seccionaban esa misma región sin dañar las vías sensoriales, el animal entraba en un coma irreversible aunque su corteza estuviera intacta.

Aquel hallazgo llevó a definir el sistema activador reticular ascendente, una red de núcleos y fibras que se extiende desde la protuberancia superior hasta el diencéfalo y proyecta de forma difusa hacia toda la corteza cerebral. El SARA no transmite información sensorial específica (como la visión o el tacto); lo que hace es modular la excitabilidad global de las neuronas corticales. Sin esa modulación, la corteza no puede "encenderse", y por eso lesiones relativamente pequeñas en el tronco encefálico alto producen pérdida de conciencia, mientras que daños extensos en un solo hemisferio cerebral no la producen necesariamente.

Hoy se sabe que el SARA opera mediante al menos cinco sistemas de neurotransmisión distintos: colinérgico, noradrenérgico (con origen en el locus coeruleus), serotoninérgico (núcleos del rafe), dopaminérgico e histaminérgico (núcleo tuberomamilar del hipotálamo). El sistema de orexinas, descubierto en 1998 en el hipotálamo lateral, se sumó más tarde como pieza indispensable para mantener la vigilia estable. Cada uno de estos circuitos aporta un matiz diferente al arousal: el noradrenérgico se vincula más a la vigilancia ante estímulos nuevos, el colinérgico a la atención selectiva, el histaminérgico al mantenimiento basal de la vigilia.

El arousal en la medicina del sueño

Fuera de la neurofisiología general, el término arousal tiene un uso muy específico en el estudio del sueño. La American Academy of Sleep Medicine (AASM) lo define como un cambio abrupto en la frecuencia del electroencefalograma hacia bandas rápidas (theta, alfa o frecuencias superiores a 16 Hz) que dura al menos tres segundos y está precedido por un mínimo de diez segundos de sueño estable. Si el episodio ocurre durante el sueño REM, se exige además un aumento del tono muscular submentoniano de al menos un segundo.

Estos microdespertares son normales en cierta medida. Un adulto sano puede presentar una decena o más por hora de sueño sin que ello afecte a la calidad subjetiva de su descanso. El problema aparece cuando su frecuencia se eleva por encima de lo habitual, algo que ocurre, por ejemplo, en la apnea obstructiva del sueño, donde cada episodio de obstrucción respiratoria desencadena un arousal que permite restablecer la permeabilidad de la vía aérea pero fragmenta la arquitectura del sueño. La somnolencia diurna excesiva de muchos pacientes con apnea se explica en buena parte por esa fragmentación.

La ley de Yerkes-Dodson y el arousal óptimo

En 1908, los psicólogos Robert Yerkes y John Dillingham Dodson formularon una relación empírica entre el nivel de activación y el rendimiento que, con matices, se sigue citando hoy. Según su modelo, el rendimiento en una tarea mejora a medida que aumenta el arousal hasta alcanzar un punto óptimo; a partir de ahí, cualquier incremento adicional lo deteriora. Gráficamente, la relación dibuja una U invertida.

La posición de ese punto óptimo no es fija. Varía según la complejidad de la tarea: las tareas simples o bien aprendidas se benefician de niveles de activación más altos, mientras que las complejas o novedosas requieren niveles moderados. Esto se observa con claridad en contextos clínicos: un paciente con un nivel de arousal crónicamente bajo (por estupor farmacológico, por ejemplo) no procesará instrucciones posquirúrgicas, pero un paciente con un arousal excesivo por ansiedad intensa tampoco retendrá la información que se le proporcione.

Preguntas frecuentes

¿Existe una traducción exacta de arousal al español?

No. Se han propuesto equivalentes como "activación cortical", "nivel de alerta" o "neuroexcitación", pero ninguno recoge todos los matices del término inglés, que abarca desde la fisiología del sueño hasta la psicología del rendimiento. Por eso la literatura médica en español suele emplear directamente el anglicismo.

¿Quiénes descubrieron el sistema reticular activador?

Giuseppe Moruzzi, de la Universidad de Pisa, y Horace Magoun, de la Northwestern University de Illinois. Su artículo de 1949, publicado en el primer volumen de la revista Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, es uno de los textos fundacionales de la neurociencia moderna.

¿Es lo mismo arousal que estar despierto?

Estar despierto implica un nivel de arousal suficiente para mantener la conciencia, pero el arousal no se agota en la vigilia. Durante el propio sueño se producen fluctuaciones del arousal (los microdespertares registrados en la polisomnografía), y dentro de la vigilia el grado de activación varía considerablemente según la atención, la carga emocional o el consumo de sustancias estimulantes.

¿Por qué los microdespertares nocturnos causan somnolencia al día siguiente?

Porque cada microdespertar interrumpe la continuidad de las fases del sueño sin que la persona llegue a ser consciente de haberse despertado. Cuando estos episodios se acumulan (como sucede en la apnea obstructiva o en el síndrome de piernas inquietas), la arquitectura del sueño se fragmenta y el descanso pierde su función reparadora, aunque el tiempo total en cama haya sido aparentemente suficiente.

Referencias

1. Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (NHLBI). Privación y deficiencia de sueño.
2. Manual MSD, versión para profesionales. Generalidades sobre el coma y el deterioro de la consciencia.
3. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Problemas del sueño. MedlinePlus en español.
4. Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS). Narcolepsia.