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por Virginie Sterpenich
14 Julio
2021
del Sitio Web
UniversityOfGeneva
traducción de
SOTT
14 Julio
2021
del
Sitio Web
SOTT
Versión original en ingles
© UNIGE, Virginie Sterpenich
Gracias a un sistema único que descodifica la actividad cerebral
durante el sueño, un equipo de la Universidad de Ginebra (UNIGE) está descifrando los
mecanismos neuronales de la consolidación de la memoria.
Durante el sueño profundo, el cerebro reproduce los acontecimientos
importantes del día anterior. Reactiva espontáneamente los recuerdos
asociados a la recompensa.
Dormimos una media de un tercio de nuestro tiempo.
¿Pero qué hace el
cerebro durante esas largas horas?
Utilizando un método de
inteligencia artificial capaz de descodificar la actividad cerebral
durante el sueño, científicos de la UNIGE,
en Suiza, han podido vislumbrar en qué pensamos cuando estamos
dormidos.
Combinando la
resonancia magnética funcional (IRMf) y la
electroencefalografía (EEG), el equipo ginebrino aporta pruebas
sin precedentes de que el trabajo de clasificación de los miles de
datos procesados durante el día tiene lugar durante el
sueño
profundo.
En efecto, en ese
momento, el cerebro, que ya no recibe estímulos externos, puede
evaluar todos esos recuerdos para retener sólo los más útiles.
Para ello, establece un
diálogo interno entre sus diferentes regiones. Además, asociar una
recompensa a una información concreta incita al cerebro a
memorizarla a largo plazo.
Estos resultados (Reward
Biases Spontaneous Neural Reactivation during Sleep), que se
publican en la revista Nature Communications, abren por
primera vez una ventana a la mente humana durante el sueño.
A falta de herramientas capaces de traducir la actividad cerebral,
el contenido de nuestros pensamientos mientras dormimos sigue siendo
inaccesible.
Sin embargo, sabemos que
el sueño desempeña un papel importante en la consolidación de la
memoria y la gestión emocional: cuando dormimos, nuestro cerebro
reactiva el rastro de memoria construido durante el día y nos ayuda
a regular nuestras emociones.
"Para averiguar qué
regiones cerebrales se activan durante el sueño y descifrar cómo
estas regiones nos permiten consolidar nuestra memoria,
desarrollamos un decodificador capaz de descifrar la actividad
del cerebro en el sueño profundo y a qué corresponde", explica
Virginie Sterpenich, investigadora del laboratorio de la
profesora Sophie Schwartz en el Departamento de
Neurociencias Básicas de la Facultad de Medicina de la UNIGE, e
investigadora principal de este estudio.
"En particular,
queríamos ver hasta qué punto las emociones positivas desempeñan
un papel en este proceso".
Durante el sueño
profundo,
el hipocampo - una estructura del lóbulo temporal que
almacena huellas temporales de acontecimientos recientes - devuelve
a la corteza cerebral la información que ha almacenado durante el
día.
Se establece un diálogo
que permite consolidar la memoria al reproducir los acontecimientos
del día y, por tanto, reforzar el vínculo entre las neuronas.
Combinando
imágenes por resonancia magnética (IRM), la electroencefalografía y
la inteligencia artificial
Para llevar a cabo su experimento, los científicos colocaron a
voluntarios en
una IRM a primera hora de la tarde y les hicieron
jugar a dos videojuegos:
Se eligieron estos juegos
porque activan regiones cerebrales muy diferentes y, por tanto, son
más fáciles de distinguir en las imágenes de la resonancia magnética
IRM.
Además, los juegos se
amañaron sin que los voluntarios lo supieran para que sólo se
pudiera ganar uno de los dos juegos (la mitad de los voluntarios
ganaron uno y la otra mitad el segundo), para que el cerebro
asociara el juego ganado con una emoción positiva.
A continuación, los voluntarios durmieron en la resonancia magnética
IRM durante una o dos horas - la duración de un ciclo de sueño - y se
volvió a registrar su actividad cerebral.
"Combinamos el EEG
(Electroencefalografía), que mide los estados de sueño, y la
resonancia magnética funcional, que toma una imagen de la
actividad cerebral cada dos segundos, y luego utilizamos un
'decodificador neuronal' para determinar si la actividad
cerebral observada durante el periodo de juego reaparecía
espontáneamente durante el sueño", explica Sophie Schwartz.
Incluso cuando
estás dormido, al cerebro le gustan las recompensas
Al comparar las resonancias magnéticas IRM de las fases de vigilia y
de sueño, los científicos observaron que, durante el sueño profundo,
los patrones de activación cerebral eran muy similares a los
registrados durante la fase de juego.
"Y, muy claramente,
el cerebro revivía la partida ganada y no la perdida al
reactivar las regiones utilizadas durante la vigilia.
En cuanto
se duerme, la actividad cerebral cambia.
Poco a poco, nuestros
voluntarios empezaron a 'pensar' de nuevo en ambos juegos, y
luego casi exclusivamente en el juego que ganaron cuando
entraron en el sueño profundo", dice Virginie Sterpenich.
Dos días después, los
voluntarios realizaron una prueba de memoria:
reconocer todas las
caras del juego, por un lado, y encontrar el punto de partida del
laberinto, por otro...
También en este caso,
cuanto más se activaban las regiones cerebrales relacionadas con el
juego durante el sueño, mejores eran los resultados de la memoria.
Así, la memoria asociada
a la recompensa es mayor cuando se reactiva espontáneamente durante
el sueño.
Con este trabajo, el
equipo de Ginebra abre una nueva perspectiva en el estudio del
cerebro cuando dormimos y el increíble trabajo que realiza cada
noche.
Esta investigación (Reward
Biases Spontaneous Neural Reactivation during Sleep) fue
publicada en Nature Communications.
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