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Ciencia Nuestra de cada Día

La Naturaleza nos sorprende cada instante con multitud de fenómenos que despiertan nuestra curiosidad. La Ciencia Nuestra de Cada Día es un espacio en el que Ángel Rodríguez Lozano nos incita a mirar a nuestro alrededor y descubrir fenómenos cotidianos que tienen explicación a la luz de la ciencia.

El bostezo del músico.

El bostezo del músico - La Ciencia Nuestra de Cada Día podcast - CienciaEs.com

Sucedió un viernes en el que asistía al ensayo semanal de la asociación Unión Musical de Pozuelo de Alarcón, la banda de música de aficionados en la que tengo el “inmerecido” honor de tocar el trombón. El director había parado el ensayo y estaba dando indicaciones al grupo de clarinetes cuando sucedió… un bostezo inesperado abrió mi boca de par en par como si quisiera tragarme el mundo. Fue inconsciente y no le di importancia pero, un minuto más tarde, volví a hacerlo. “Estaré cansado” –pensé- pero entonces vi que otro músico bostezaba más allá…, y otro. Algo no acababa de cuadrarme. Es una buena banda, dirigida magistralmente por el maestro Carlos Herrero, incluso hemos grabado el Cd que lleva por título Pozuelo en Pasodoble. Lo que puedo asegurar es que, aquel día estábamos todos concentrados en la interpretación de la obra y, si algo podía definir ese momento, era la tensión y no el aburrimiento. El director terminó sus indicaciones y levantó la batuta… silencio absoluto, ni un bostezo.

Aunque la partitura absorbía completamente mi atención, otra parte de mi cerebro rebuscaba en la ciencia. Entonces recordé la pregunta que tantas veces me habían hecho.

¿Por qué bostezamos?

Tras el ensayo, con la música aún sonando en mi cabeza, me puse a buscar la respuesta. Pronto comprendí que, efectivamente, a pesar de lo que nos suelen decir, el bostezo no tiene por qué estar ligado al aburrimiento, ni mucho menos. Bostezamos al levantarnos y al acostarnos, incluso cuando estamos aburridos, eso es verdad, pero también lo hacen los atletas momentos antes de entrar en competición, los oradores antes de dar su discurso y otras muchas personas como anticipo de situaciones de estrés, incluidos, como he dicho, los músicos.

El sabio Hipócrates también bostezaba.

Me sorprendió descubrir que el estudio del bostezo tiene una larga historia. Podríamos decir que no ha existido un científico que no se haya preguntado por qué bostezamos. Ya el mismísimo Hipócrates, el padre de la medicina, dejó escrita esta hipótesis para la posteridad, hace casi 2.500 años:

“Lo mismo que de un caldero con agua hirviente escapan grandes cantidades de vapor –decía el sabio- el aire acumulado en nuestros cuerpos es violentamente expulsado por la boca cuando su temperatura sube”.

Dado que la temperatura corporal sube cuando tenemos fiebre y viniendo tal explicación de persona tan sabia, no es de extrañar que durante más de dos mil años fuera considerado el bostezo como un intento del cuerpo por expulsar de los pulmones el “aire malo” y evitar la aparición de la fiebre.

Resultó que Hipócrates no estaba en lo cierto, aunque sí acertó al mencionar la conexión con la temperatura, como veremos a continuación.

Hubo quienes no estaban de acuerdo con Hipócrates y proponían sus propias teorías. En el siglo XIX, por ejemplo, se extendió la idea de que bostezar favorecía la oxigenación del cuerpo. Al fin y al cabo, un bostezo comienza con una inspiración profunda, fruto de la coordinación entre los músculos del pecho, el diafragma, la laringe, el paladar, etc. Así pues, parecía lógico pensar que su utilidad fuera aumentar la entrada de oxígeno en la sangre y la eliminación del dióxido de carbono en la expiración final. Sin embargo, algunas cosas no cuadraban. Una, la más evidente, es que bostezamos incluso antes de nacer, cuando estamos dentro del vientre de nuestra madre y no necesitamos respirar porque el oxígeno nos llega a través del cordón umbilical. Por otro lado, si la hipótesis fuera cierta, bostezaríamos más en un ambiente pobre en oxígeno.

Para comprobarlo, el investigador Robert Provine hizo el siguiente experimento: Escogió un grupo de voluntarios y los hizo respirar varias mezclas de gases, cada vez más pobres en oxígeno y observó su frecuencia de bostezo. El resultado fue negativo, nadie bosteza cuando se está asfixiando, abre la boca para coger más aire, es cierto, pero eso no es un bostezo.

Con estas premisas, lo que está claro es que bostezar es una actividad que tiene varias facetas. Por un lado están las causas fisiológicas y por otro las sociales. Al bostezo individual, el que nos ataca en privado, se une el bostezo por imitación, porque bostezar en grupo une tanto a los humanos como a otras muchísimas otras criaturas. Bostezan los monos, los perros, gatos, leones, incluso los peces y para todos parece ser igualmente necesario.

En un grupo, cuando alguien bosteza, otros lo imitan, el bostezo es contagioso. Alguna razón debe tener su existencia para que la naturaleza se haya esmerado tanto en conservar un mecanismo tan curioso.
Después del mucho cavilar de científicos y no científicos, el enigma del bostezo llegó casi hasta nuestros días sin respuesta y con preguntas añadidas. Al ¿por qué bostezamos? Se añadió… ¿qué función social tiene el proceso de imitación del bostezo? Un acontecimiento vino a arrojar algo de luz al enigma.

Las señoras que bostezaban sin parar.

Un día, dos atribuladas señoras se acercaron al doctor Andrew Gallup, un investigador de la Universidad de Nueva York en Oneonta que se dedica a estudiar los bostezos y sus causas. Las dos buscaban una solución a un problema de salud que les impedía tener una vida normal. De vez en cuando sufrían un ataque de bostezos de tal violencia que se pasaban hasta una hora seguida bostezando sin parar. Era un problema enorme, por un lado, cuando sucedía, quedaban físicamente exhaustas y por otro, les impedía hacer cualquier actividad – sin contar la incomprensión del público siempre dado a la sonrisa fácil. Cuando una de ellas sufría un ataque no le quedaba más remedio que buscar un lugar apartado y bostezar sin descanso en privado hasta que el ataque remitía. Por supuesto, ambas habían buscado todo tipo de remedios sin obtener ninguna mejora hasta que un día a una de ellas se le ocurrió la idea de sumergirse en agua fría. Comprobó entonces que el ataque paraba. Así se lo contaron a Gallup y éste, intrigado, les pidió que se tomaran la temperatura con un termómetro en la boca justo antes y al final de cada ataque de bostezos. Descubrió que antes de cada bostezo se producía una pequeña elevación de la temperatura y después, ésta bajaba a los 37ºC.

Aquel suceso corroboró una hipótesis hasta entonces defendida por Gallup. El bostezo es un acto de defensa contra una subida de la temperatura, pero no de la temperatura de todo el cuerpo debida a la fiebre, como decía Hipócrates, sino solamente la de una parte de el: el cerebro. Él mismo lo explica con estas palabras:

“Funciona de esta manera. Cuando bostezas, tu mandíbula abierta incrementa la circulación en tu cabeza, bombeando fuera de tu cerebro la sangre caliente. Al mismo tiempo, la inhalación profunda del aire proporciona una onda de aire frío en tus fosas nasales y en la cavidad oral, que enfría las arterias craneales por convección. Estos dos procesos disipan el calor de forma parecida a como el radiador enfría el motor del coche.”

De acuerdo con esta teoría, aplicar una compresa fría en la frente o sumergirse en una piscina de agua fría son remedios que han demostrado que disminuyen la frecuencia de los bostezos.

Fisiológicamente hablando, bostezar tiene un propósito: regular la temperatura de nuestro cerebro – al menos eso es lo que defiende Gallup. Pero una hipótesis debe ser demostrada y para ello no queda más remedio que diseñar experimentos científicos que la corroboren o no. El inconveniente es que medir la temperatura de nuestro cerebro sin un termómetro que, de una forma u otra, esté conectado a la masa encefálica es una tarea compleja. Como no es fácil encontrar a humanos dispuestos al sacrificio, Gallup y sus colegas optaron por otros voluntarios sin opciones para elegir: las ratas de laboratorio.

En la revista Frontiers of Evolutionary Neuroscience los investigadores Melanie Shoup-Knox , Andrew y Gordon Gallup y Mcnay publicaron en 2010 los resultados de un experimento con ratas que venía de demostrar la certeza de la hipótesis. Los experimentadores implantaron electrodos en el cerebro de las ratas para determinar su temperatura, mediante un termopar, mientras tomaban imágenes de sus comportamientos para detectar cuándo bostezaban. Los resultados mostraron que un minuto antes de cada bostezo, la temperatura del cerebro de las ratas se elevaba una décima de grado y después de bostezar, el cerebro se enfriaba medio grado. Así pues, las ratas al menos, al bostezar enfrían su cerebro.
Ahora bien, no somos ratas, por más que a algunos se les califique como tales. Y existen técnicas menos invasivas para detectar un aumento de temperatura en el cerebro humano gracias a las cuales se sabía que existen situaciones en nuestra vida cotidiana que calientan el cerebro por encima de lo normal. Estos cambios están asociados a los periodos de sueño, antes de dormir o al levantarnos, y también en situaciones de ligero estrés, como me pasa a mí cuando tengo que tocar el trombón en la banda. Pero…

¿Por qué es contagioso el bostezo?

Una forma de buscar la respuesta consiste, una vez más, en mirar el interior de nuestro cerebro Eso es algo que se puede hacer gracias a las técnicas de imagen no invasivas que nos proporcionan los aparatos de Resonancia Magnética Nuclear. Estas técnicas permiten conocer las zonas activas del cerebro en un momento dado, así que el investigador Adrian G. Guggisberg y su equipo de la Universidad de Ginebra decidieron averiguarlo. Diseñaron un experimento con voluntarios que accedieron a ser sometidos a una Resonancia Magnética Nuclear mientras miraban imágenes de personas bostezando. Cuando el voluntario sucumbía al contagio y bostezaba, se activaba una región cerebral conocida como el Area 9 de Brodmann ¿Qué tiene de especial esa zona? La respuesta es que allí existen lo que se conoce como “neuronas espejo”, es decir neuronas especializadas en el proceso de imitación que están conectadas con la empatía. Sí, en nuestro cerebro hay regiones especializadas en responder con la misma moneda a lo que otros expresan: sonreímos a los que nos sonríen, mostramos tristeza ante la tristeza humana o, en general, nos sentimos unidos a los sentimientos de otros. Esto es la empatía.

¿Bostezar para estar vigilantes?

Dos hipótesis intentan justificar este comportamiento, la primera aboga por que los bostezos se transmiten entre un grupo de individuos como una forma de sincronizar los relojes biológicos en ambientes naturales. Viene a ser algo así como comunicar a la manada: ¡Es la hora de dormir, todo el mundo a la cama! La segunda sugiere un mecanismo radicalmente distinto: Dado que los bostezos también se transmiten entre los miembros de un grupo sometido a estrés, como los músicos antes del concierto, según Provine, en este caso bostezar es una forma de mantener la atención, si estás dormido te despeja y si estás distraído de obliga a concentrarte. Si esto es cierto, el macaco que bosteza en el grupo en medio de la selva no está enviando una invitación a dormir sino luchando por mantenerse vigilante, algo que otros miembros captan e imitan como una forma colectiva para de mantenerse alerta. Entre los humanos, la señal en grupo es un esfuerzo por despejarse que se transmite de unos a otros heredada desde tiempos remotos. Si esto es así ¿Se transmite el bostezo de igual manera en todas las circunstancias?

Para comprobarlo los investigadores Jorg Massen, de la Universidad de Viena y Andrew Gallup idearon otro experimento. Seleccionaron dos grupos de personas en lugares muy distintos y distantes de la Tierra: Viena, en Austria, y Tucson, Arizona, en los Estados Unidos. Decidieron comprobar el bostezo por imitación en estos lugares y en diferentes estaciones del año. El juego consistía en poner ante los voluntarios imágenes de personas bostezando y comprobar hasta qué punto se contagiaban y comenzaban a bostezar también. Los 120 voluntarios de Viena participaron en el experimento en invierno, cuando la temperatura media es de 1,5ºC, y en verano, cuando era de 19,5ºC. Resultó que en invierno el 18 por ciento de los voluntarios bostezaban al ver las imágenes mientras que en verano ese porcentaje subía al 42 %. Así pues el bostezo es más contagioso en verano, cuando la temperatura es más elevada, al menos en Viena. Pero, miren por dónde, en Tucson donde las temperaturas son mucho más altas, los voluntarios bostezaban más en invierno, cuando la temperatura ronda los 22 grados de media que en verano cuando alcanza los 37 grados.

Este interesantísimo resultado llevó a los investigadores a elaborar una nueva hipótesis: El proceso de imitación es mayor a temperaturas que rondan los 20 grados centígrados, independientemente de la estación del año en la que sucedan. Si la temperatura es mucho más alta o más baja e 20ºC bostezamos menos ¿Qué significado puede tener esto? Según los investigadores, el bostezo, ya sea espontáneo o contagioso, no tiene efectos notables en el cerebro cuando la temperatura exterior es tan alta como la de nuestro cuerpo, ni tiene razón de ser cuando la temperatura es muy baja porque las inspiraciones profundas de aire frío podrían ser nocivas para la salud. El bostezo se produce cuando la temperatura es ideal para que su efecto sea óptimo.

Estos resultados aclaran algo la situación en lo que respecta a nuestras actividades cotidianas pero siguen quedando preguntas sin respuesta: ¿Por qué bostezan los fetos en el vientre de su madre? Por supuesto no faltan hipótesis que algún día habrá que comprobar. Según Provine el bostezo de los fetos podría ser debido a varias causas, una es que podría ser una suerte de entrenamiento para el futuro, cuando sus pulmones estén al aire libre. Otra posibilidad es que el bostezo ayude al crecimiento del cuerpo, favoreciendo el desarrollo de las mandíbulas y sus articulaciones o contribuyendo al desarrollo de los pulmones. No se sabe a ciencia cierta pero, si fuera así, el bostezo en el feto puede ser mucho más importante que en nosotros los nacidos.

Ya lo ven, a pesar de que aún quedan preguntas sin respuesta, algo hemos avanzado. Bostezamos para enfriar nuestro cerebro y comunicar a otros nuestro esfuerzo por mantener la atención. Al menos esto es lo que debe pasarme a mí cuando espero, trombón en ristre, el comienzo del concierto. Señor director, no piense usted mal, si bostezo es porque me estoy preparando para dar lo mejor de mí mismo.

REFERENCIAS:

Andrew Gallup, SUNY Oneonta, Yawns are Cool.

Yawning: no effect of 3-5% CO2, 100% O2, and exercise. Provine RR1, Tate BC, Geldmacher LL. Behav Neural Biol. 1987 Nov;48(3):382-93.

“Yawning and stretching predict brain temperature changes in rats: support for the thermoregulatory hypothesis” Melanie L. Shoup-Knox1*, Andrew C. Gallup2, Gordon G. Gallup Jr.1 and Ewan C. McNay http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fnevo.2010.00108/abstract

Why do we yawn? Primitive versus derived features. Andrew C. Gallup Neuroscience & Biobehavioral Reviews Volume 35, Issue 3, January 2011, Pages 765–769

Why do we yawn? The importance of evidence for specific yawn-induced effects Adrian G. Guggisberg, Johannes Mathis, Armin Schnider, Christian W. Hess. Neuroscience & Biobehavioral Reviews Volume 35, Issue 5, April 2011, Pages 1302–1304

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