Por qué es importante dormir para aprender y crear recuerdos a largo plazo, según Harvard

El cerebro, durante muchos años, fue considerado como el órgano más misterioso y fascinante para los científicos. Es quien rige y ordena sobre el organismo. Sin embargo, la ciencia logró desentrañar varios mecanismos que aplica este “regente” no solo para con el cuerpo, sino también para con sí mismo. Ahora, en el primer estudio que se realiza sobre un humano, expertos de Harvard lograron determinar la importancia de dormir para aprender y formar recuerdos a largo plazo.

Los modelos animales son, en un primer momento, la mejor forma que tienen los científicos de probar sus teorías. En el caso del cerebro, se han realizado estudios donde los ratones son los protagonistas de dar detalles sobre aquello que se investiga. El siguiente paso para corroborar las hipótesis será, indefectiblemente, realizar los estudios en humanos.

Según describieron los científicos, en su artículo publicado en Journal of Neuroscience, pudieron explicar cómo los humanos forman recuerdos y aprenden. Asimismo, advirtieron que, eventualmente, estos hallazgos ayudarían a desarrollar herramientas para la asistencia de pacientes con enfermedades o lesiones neurológicas.

Las pruebas se realizaron en las instalaciones del Hospital General de Massachusetts (HGM), donde expertos del lugar trabajaron junto a científicos de Harvard, de la Universidad de Brown, el Departamento de Asuntos de Veteranos, entre otras instituciones.

La hipótesis que buscaron corroborar es denominada como “repetición”, un fenómeno, que tiene lugar durante el sueño y que fue detectado en animales hacía un largo tiempo, explicó el autor principal del estudio, el neurólogo Daniel Rubin del Centro del HGM de Neurotecnología y Neurorecuperación. Se trata de una estrategia que utiliza el cerebro para recordar nueva información.

En el modelo animal, el ratón es entrenado para que detecte su camino a medida que transita por un laberinto. Este accionar se evidencia con un patrón específico de células cerebrales (neuronas), las cuales forman una suerte de camino iluminado a medida que transita por el camino correcto. Según explicó Rubin, “más tarde, mientras el animal duerme, se puede ver que esas neuronas se dispararán nuevamente en el mismo orden”.

Según estiman los expertos, “esta repetición del disparo neuronal durante el sueño es la forma en que el cerebro practica la información recién aprendida y la consolida en la memoria, convirtiendo una memoria a corto plazo en una a largo plazo”, dice el comunicado difundido por Harvard. Sin embargo, advirtieron que este comportamiento cerebral solo se había confirmado en animales.

“Ha habido una pregunta abierta en la comunidad de la neurociencia: ‘¿Hasta qué punto este modelo de cómo aprendemos cosas es cierto en humanos? ¿Puede ser diferente para cada tipo de aprendizaje?” preguntó el neurólogo Sydney Cash, coautor principal del estudio y codirector del Centro de Neurotecnología y Neurorecuperación del HGM.

En palabras de Cash, lo que buscaban entender es si esta repetición, que tiene lugar cuando se realizan un aprendizaje de habilidades motoras, puede ayudar a “guiar el desarrollo de nuevas terapias y herramientas para personas con enfermedades y lesiones neurológicas”.

Para comprobar si la repetición ocurre en la corteza motora humana, el área del cerebro que rige sobre el movimiento, Cash, Rubin y sos compañeros reclutaron a quien denominaron como T11, un hombre de 36 años con cuadriplejía (tetraplejía), una patología que impide el movimiento de los miembros superiores e inferiores, tras una lesión medular.

Según describieron, T11 era voluntario en un ensayo clínico de un dispositivo de interfaz cerebro-computadora, el cual le permitía utilizar un cursor de computadora y un teclado en una pantalla. Este dispositivo es desarrollado por el consorcio BrainGate, un grupo colaborativo conformado por médicos, neurocientíficos e ingenieros de varias instituciones, el cual tiene por objetivo crear tecnologías para restaurar la comunicación, movilidad e independencia de las personas con enfermedades neurológicas, lesiones o pérdida de extremidades.

Una de las actividades del estudio fue que T11 efectuara una tarea de memoria similar al juego electrónico “Simon”, en el cual un jugador observa un patrón de luces de colores intermitentes, el cual posteriormente deberá recordar y reproducir. El modo en que el hombre controló el cursos fue pensando en el movimiento que debería hacer su mano.

Mediante sensores implantados en la corteza motora, los científicos pudieron detectar los patrones de activación neuronal de T11, los cuales eran, como preveían, el reflejo del movimiento de su mano. Las señales cerebrales fueron registradas y transmitidas a una computadora de forma inalámbrica. Durante la noche, los expertos notaron que este accionar también tuvo lugar cuando dormía el paciente.

“Lo que encontramos fue bastante increíble”, aseguró Rubin. Según explicó, “básicamente estaba jugando al juego, durante la noche, mientras dormía”. Los patrones del disparo neuronal se sucedieron en varias ocasiones y coincidieron con lo que se habían desplegado durante el día, cuando T11 estaba jugando al “Simon”.

Rubin afirmó que “esta es la evidencia más directa de reproducción en la corteza motora que se haya visto durante el sueño en humanos”, siendo que la mayoría de las repeticiones fueron durante el sueño de ondas lentas, una de las fases de sueño profundo. Mientras que, cuando T11 ingresaba en “sueño REM”, era menos probable la detección de la repetición. Para los autores principales del estudio, este trabajo es “una base para aprender más sobre la reproducción y su papel en el aprendizaje y la memoria en humanos”.

“Nuestra esperanza es que podamos aprovechar esta información para ayudar a construir mejores interfaces cerebro-computadora y generar paradigmas que ayuden a las personas a aprender de manera más rápida y eficiente para recuperar el control después de una lesión”, afirmó Cash al advertir la importancia de avanzar este línea de investigación de animales a humanos.

Vale aclarar que Rubin es instructor de neurología en la Escuela de Medicina de Harvard, mientras que Cash es profesor asociado de neurología en HMS.

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