Un equipo de investigadores, entre los que se encuentra Niels Rattenborg, del Instituto Max Planck para la Ornitología en Seewiesen, ha medido la actividad cerebral del ave fragata y ha descubierto que duermen durante el vuelo, ya sea con un hemisferio cerebral a la vez o ambos hemisferios al mismo tiempo.

El estudio demuestra que las aves duermen menos de una hora al día, del cual sólo una fracción del tiempo lo dedican a dormir sobre la tierra. Todavía no se ha podido descubrir cómo este tipo de ave es capaz de adaptarse con tan poco sueño.

El estudio, publicado en 'Nature.com' asegura que es conocido que algunos pájaros cantores y aves marinas vuelan sin parar durante varios días, semanas o meses a medida que atraviesan el mundo. Teniendo en cuenta los efectos adversos que puede tener en las aves la pérdida de sueño, está asumido comúnmente que estas aves deben cumplir con su necesidad diaria de dormir.

Pero ante la pregunta de cómo puede un pájaro dormir mientras vuela sin chocarse con los obstáculos o que caer al suelo, una de las soluciones posibles sería la de desactivar la mitad del cerebro.

Cuando duermen cercan de un grupo, algunos patos silvestres mantienen un hemisferio cerebral despierto y el ojo correspondiente abierto y dirigido lejos de las otras aves, hacia una amenaza potencial. Sobre la base de estos hallazgos y el hecho de que los delfines pueden nadar mientras duermen, es habitual asumir que las aves también realizan este tipo de 'piloto automático' para navegar y mantener el control aerodinámica durante el vuelo.

Sin embargo, también es posible que las aves evolucionaran hasta 'hacer trampa' durante el sueño. El reciente descubrimiento de los investigadores plantea la posibilidad de que las aves simplemente renunciaron por completo a dormir durante el vuelo. En consecuencia, las pruebas de vuelo continuo no significaría que las aves duermen mientras vuelan, porque sin medir directamente el estado del cerebro de un pájaro, las afirmaciones anteriores siguen siendo una especulación.

Por ello, para determinar realmente cómo duermen los pájaros durante el vuelo, los investigadores necesitan registrar los cambios en la actividad cerebral y el comportamiento que distinguen en los dos tipos de sueño que se encuentran en las aves: sueño de onda lenta (SWS) y el movimiento ocular rápido (REM). Niels Rattenborg, junto con Alexei Vyssotski (Universidad de Zurich y el Instituto Federal Suizo de Tecnología, ETH), ha desarrollado un pequeño dispositivo para medir los cambios en la actividad cerebral electroencefalográficos y los movimientos de la cabeza de pájaros volando.

El Parque Nacional Galápagos y un biólogo de aves marinas del Ecuador, Sebastian Cruz, se ha centrado en grandes aves fragata que anidan en las Islas Galápago. Las fragatas son grandes aves marinas que pasan semanas volando sin parar sobre el océano en busca de peces y calamares conducidos a la superficie por otros peces depredadores y cetáceos.

Los investigadores han unido temporalmente la pequeña 'caja negra de vuelo' a la cabeza de las aves hembras y, de esta forma, se transportó toda la información a la grabadora de los vuelos de búsqueda de alimento que pueden durar hasta diez días y 3.000 kilómetros.

Durante este tiempo, la grabadora registró la actividad del Electroencefalograma (EEG) de ambos hemisferios y movimientos de la cabeza del cerebro, mientras que un dispositivo GPS en la parte posterior de las aves seguía su posición y altitud. Una vez que los pájaros llegaron a tierra y pasó algún tiempo hasta su recuperación, fueron re-capturados y se les retiró el material.

Los datos registrados revelaron que las fragatas duermen en ambos sentidos durante el vuelo. Durante el día, las aves se mantuvieron despiertas durante la búsqueda activa de alimento. A medida que el sol se iba, el patrón del EEG despierto cambió a un patrón de sueño de onda lento (SWS) por períodos que duraban hasta varios minutos.

Sorprendentemente, el patrón SWS podría ocurrir en un hemisferio a la vez o ambos hemisferios juntos. Su presencia indica que el sueño en ambos hemisferios no es necesario para mantener el control aerodinámico. Sin embargo, cuando se compara con dormir en tierra, el sueño de onda lenta se producía más veces durante el vuelo.

Al examinar cuidadosamente los movimientos de las fragatas, los investigadores descubrieron pistas sobre por qué duermen durante el vuelo. "Las fragatas pueden mantener un ojo abierto para evitar colisiones con otras aves, al igual que los patos mantienen un ojo abierto para los depredadores", ha asegurado Rattenborg.

Además de tener patrones de sueño lento, en algunas ocasiones se llevaba a cabo periodos de sueño en fase REM. Aunque este hallazgo puede parecer sorprendente para los científicos que estudian el sueño en mamíferos, el científico Rattenborg no se sorprendió. En parte porque a diferencia de los mamíferos, en el que los episodios de sueño REM son largos y van acompañados por una pérdida completa de tono muscular, los episodios de sueño REM sólo duran varios segundos en las aves.

Para los investigadores la mayor sorpresa fue que, a pesar de ser capaz de participar en todos los tipos de sueño, las 'fragatas' solo dormían 42 minutos al día, mientras que en tierra dormían durante más de doce horas por día. Además, los episodios de sueño eran más largos y más profundos en la tierra.

Esto sugiere que en realidad las fragatas sufren falta de sueño durante el vuelo y el investigador Rattenborg ha declarado que no está claro. Curiosamente, la baja cantidad de sueño en vuelo sugiere que esta tarea requiere más atención que la proporcionada por dormir con la mitad del cerebro a la vez.

A largo plazo, Rattenborg espera determinar cómo estas aves son capaces de mantener un rendimiento adaptativo en tan poco sueño. "¿Por qué nosotros, y muchos otros animales, sufren de la pérdida de sueño, mientras que algunas aves son capaces de realizar actividades con menos horas de sueño? Sigue siendo un misterio", ha señalado Rattenborg.

Este estudio puede llevar a la comprensión de los resultados de las fragatas puede proporcionar nuevas perspectivas sobre nuestra comprensión del sueño y las consecuencias de su pérdida.