Trabajo fisiología: “Sueño y memoria”1. Conceptos claves del sueño y la memoria. 1.1 Fases de sueños: No REM: Durante el sueño no REM, las neuronas efectúan en regiones diferentes tareas. La mayoría de las que se encuentran en el tallo cerebral justo sobre la médula espinal, reducen o suspenden la actividad mientras que la mayoría de las neuronas de la corteza cerebral y regiones contiguas en la parte anterior del cerebro (prosencéfalo), aunque reducen su estado de excitación, lo hacen en menor medida. En el estado de vigilia cada neurona se dedica más o menos a cumplir su propio cometido. Durante el sueño no REM, por el contrario, las neuronas corticales contiguas actúan sincronizadas, con un ritmo de baja frecuencia. Se trata de un grupo muy pequeño de células cerebrales (unas 100.000 en los seres humanos), situado en la base del prosencéfalo, desarrolla su máxima actividad solo durante el sueño no REM. A estas células se les denomina neuronas adormecedoras, inducen al sueño. Se sabe que cuando aumenta el calor corporal en estado vigilia se activan algunas de estas células. - REM: Durante el sueño REM en cambio, la actividad cerebral se asemeja a la de su estado de vigilia. El voltaje de las ondas cerebrales es bajo porque las neuronas actúan individualmente. Y la mayoría de las células del prosencéfalo y del tallo están plenamente activas, envían señales a otras neuronas en proporciones tan altas como las observadas en estado de vigilia: si no más altas. Durante el sueño REM el cerebro gasta tanta energía como despierto. La máxima actividad neuronal acompaña a los espasmos y movimientos del ojo que dan su nombre al sueño REM. Las células especializadas del tallo cerebral inductoras del sueño REM se vuelven especialmente activas durante éste. Soñamos sobre todo durante la fase REM. Los sueños van acompañados de una activación frecuente de los sistemas motores del cerebro que si no, solo funcionan mientras nos movemos despiertos. Hay dos acciones bioquímicas complementarias que inhiben en su mayor parte el movimiento durante el sueño REM. El cerebro suspende la liberación de ciertos neurotransmisores y liberan otros; es decir, suprime los que activarían las motoneuronas y da vía libre a los que las desactivan. Estos mecanismos no afectan a las motoneuronas controladas de los músculos que mueven los ojos, posibilitándose así los rápidos movimientos oculares que dan su nombre a la fase del sueño REM. 1 así como formas implícitas del aprendizaje. el recuerdo recién acuñado esta en realidad comprendiendo un largo viaje. que dependen de varias regiones cerebrales. Pero en periodos más largos.2 Tipos y fases de la memoria humana: Memoria declarativa y no declarativa: La primera se basa en hechos e incluye los conocimientos generales (memoria semántica). Diversos estudios muestran que este último proceso requiera del sueño. Con el tiempo. La memoria no-declarativa. mientras que la fase REM predomina en la segunda mitad. Estos patrones de actividad. el cerebro puede decidir que es lo que tiene importancia recordar. abarca la memoria procedimental para las acciones. a pesar de que el porcentaje de ambos cambia a medida que avanza la noche. - Fases de la memoria: Cuando “codificamos” información en nuestro cerebro. y el aprendizaje asociativo en la amígdala o en el cerebelo en función de si la tarea presenta un componente emocional o físico. inaccesible para nuestra mente consciente. A lo largo de las horas inmediatas un recuerdo puede hacerse más estable. sino que existe en una forma distribuida por la corteza cerebral. reforzado y modificado cualitativamente. El sueño con movimientos oculares rápidos (REM) y el sueño sin dichos movimientos (NREM) se alternan aproximadamente cada 90 minutos. En el cerebro estas categorías requieren la acción del diencéfalo. Los recuerdos en el cerebro se crean por modificación de la fuerza de las conexiones de muchas neuronas. En la fase NREM del sueño encontramos 4 subfases: Las fases 3 y 4 del sueño NREM. 2 . de modo que a su término a penas conservara un leve parecido con su forma original. cuando son reactivados conducen a la evocación de un recuerdo. Desde una representación efímera hasta un estado más permanente.Trabajo fisiología: “Sueño y memoria” Durante el sueño se observan ciclos en las que se alternan periodos con distinta actividad eléctrica cerebral. durante el cual será estabilizado. hábitos y habilidades. Hay patrones de actividad que con mayor probabilidad de repetición. que se caracterizan por ondas de alta amplitud y baja frecuencia predominan durante la primera mitad de la noche. la memoria se estabiliza y potencia durante el proceso de consolidación. la memoria se integra en el entramado de la mente. pero ligada por una red de asociaciones con otras memorias relacionadas. Tras la codificación inicial. y del lóbulo temporal medial. priming se basa en la neocorteza. y que es lo que no la tiene. y la memoria autobiográfica (memoria episódica). Llega un momento en el que la memoria declarativa ya no depende del hipocampo. El aprendizaje no asociativo requiere vías reflejas en la medula espinal y en otras regiones. 1. hipocampo incluido. En un estudio en 1994 (Avi Karni. los protejamos pasivamente. Dov Sagi y cols. Se realizó un experimento (Matthew P. como mucho. Walker. pero si ahora hacemos una memorización A-C (manta-zapato). sino que todas las fases del sueño aportan algo importante a la memoria. (2006). algo que el estado de vigilia no hace. lo que demostraba que no solo el sueño REM es el causante de dicha mejoría. Los resultados fueron bastante llamativos. los mismo sujetos que permanecieron despiertos las 3 . Los recuerdos que van acompañados de una connotación emotiva suelen recordarse mejor que los que no tienen cierta emoción. En los inicios del estudio del sueño y de su funcionalidad. con el mismo procedimiento de reconocimiento de objetos. ya que éstos podían ser eliminados por aprendizaje de nueva información. Los sujetos que permanecieron despiertos durante el mismo período no mostraron tanta mejoría. se pensó que el cerebro cerraba por la noche. 2002) en el que cual se le pedía a unos sujetos. mientras que la información no relevante. sin emoción condicionada se va deteriorando en la memoria. Además de la estabilización de la memoria. pero mientras dormimos. El sueño. El sueño mejora la memoria de estos recuerdos con connotaciones emocionales hasta un 15 %. se ha demostrado que el sueño también influye en la discriminación del recuerdo entre la información relevante y no relevante. pero tal mejoría no se apreciaba cuando se les privaba de la fase REM. categorizada dentro de las habilidades perceptivas y motoras. la digitación de una escala específica de cinco teclas en el piano lo más rápido posible. hace unos 50 años. divididos en dos grupos. nada llega a nuestro cerebro. está no influye en el recuerdo de A-B. Importancia del sueño para la memoria. En 2000. Los voluntarios que durmieron las primeras 12 horas mostraron una ejecución de la primera prueba un 20 % más rápido y con un 35 % más de precisión. después de dormir tenían que reconocer entre otros cuantos. En cambio. El avance en el estudio del sueño que hacía entender mejor sus características y su estructura. se observaba que sólo cuando el sueño superaba las 6 horas se apreciaba mejoría.) en el que a los sujetos se les pedía que memorizasen una serie de objetos que al día siguiente. Se obtenía mejores resultados cuando se dormía toda la noche con la fase REM al completo. descansaba durante ésta. lo que viene siendo la memoria no declarativa. Se demostró que el sueño produce mejorías permanentes y no transitorias en la memoria. lo que demostraba que era en esta fase donde se producía mejoría en la memoria.Trabajo fisiología: “Sueño y memoria” 2. hacía una protección pasiva de los recuerdos. Si memorizamos antes de dormir una relación A-B (manta-ventana). El sueño mejora en gran medida el aprendizaje procedimental. Se les hizo dos pruebas de retención 12 h y 24 h después. y eso hace que mantengamos los recuerdos. y se avanzó a una funcionalidad cada vez más activa del sueño para la memoria. A los sujetos del grupo 1 dormían después de la primera prueba de retención (a las 12h) y el grupo 2 durmió justo después del primer intento de la digitación. la recordamos muy bien después de dormir. esta idea inicial de la funcionalidad del sueño no fue confirmado. Los resultados sacaron a luz que había una mayor actividad en la corteza motora primaria derecha. demostró que el cerebro aprende durante el sueño. una vez que ya había dormido. Estas técnicas miden en tiempo real la actividad metabólica de regiones cerebrales específicas. La función del sueño para procesos cognitivos complejos: resolución de problemas. En un experimento realizado por Matthew Wilson y Bruce McNaughton (1994). Se observó la actividad cerebral cuando dormía. Para llegar a esta conclusión diseñó un estudio en el que utilizó figuras abstractas de colores sin relación entre sí. Cuando se comprobó el grado de aprendizaje pasados 20 minutos. y a través de ellas se ha demostrado que la potenciación de la memoria depende del sueño y que el sueño remodela los recuerdos. Otras áreas como la corteza parietal derecha e izquierda y las regiones del sistema límbico redujeron su actividad como disminución de la carga emocional de la tarea. 3. reactiva patrones de actividad nerviosa que ha elaborado durante el día. Observaron como cuando realizaban el recorrido se activaban ciertas “neuronas de lugar” que construían un mapa mental del recorrido. El cerebro durante el sueño. A los sujetos del experimento se le presentaron los colores de forma jerarquizada y éstos debían establecer las relaciones entre los pares de premisas. y refuerza así los recuerdos mediante potenciación de largo plazo. del cerebelo izquierdo (responsables de la mejoría en precisión y velocidad) y de la región medial de la corteza prefrontal y el hipocampo (implicados en la secuenciación) de los voluntarios que habían dormido. más se sueño es necesario). El sueño facilita el análisis activo de los recuerdos nuevos y Ellenbogen. los sujetos aún no habían descubierto estas relaciones ocultas. Las mejores herramientas para examinar los cambios en la actividad cerebral son la Tomografía por Emisión de Positrones (TEP) y la Resonancia Magnética Funcional (RMf). entrenaban a unas ratas a recorrer un laberinto y a su vez se registraba la actividad cerebral. A esta capacidad de adaptación se conoce como plasticidad. por lo que se concluye que el proceso de aprendizaje es el que marca el patrón de actividad durante el sueño (cuanto más se aprende. en 2007. Mediante RMf se observó la actividad cerebral de los voluntarios que durmieron y de los que no para comprobar que áreas se activaban durante la segunda sesión de digitación. y observaron que las ratas “practicaban” el recorrido mientras dormían al reactivarse los mismos patrones que se activaban al realizar el recorrido. Durante la noche se ha producido una macrorreestructuración de la representación de la memoria. Pierre Maquet. en el año 2000. Sin embargo.Trabajo fisiología: “Sueño y memoria” primeras 12 horas. observó que el patrón de actividad del aprendizaje motor se repetía durante el sueño REM. lograron similar mejoría que los del grupo 2 en la prueba realizada tras 24 h. 12 horas más tarde alcanzaron un 4 . Para codificar nueva información el cerebro debe cambiar físicamente. provocando cambios físicos en el cerebro. todas participan de algún modo en la memoria y sobre la que más influye es sobre la no declarativa. Además de todo esto. Este proceso se repetía hasta llegar a la solución final. todavía queda mucho que investigar y descubrir acerca de la función del sueño en la memoria. Durante el sueño se activan las mismas zonas que se han activado durante la realización de la tarea produciéndose una reestructuración de la representación de la memoria. En 2004 enseñó a los participantes de su estudio una técnica. Cuando los participantes pudieron dormir una noche entre las dos sesiones. se anotaba el otro de los números posibles. es decir plasticidad neural. es activo. se escribía ese número en la línea inferior. si no. descubrieron (el 59% de ellos) que el antepenúltimo número de la secuencia era siempre el equivalente de la solución. Se ha comprobado en numerosos estudios que el sueño no es un estado pasivo en el que se protegen los recuerdos como se creía inicialmente sino todo lo contrario. sobre todo de los difíciles u ocultos. 4. Al parecer el cerebro se había encargado de resolver un problema sin que se supiera de su existencia. Para finalizar. Pero el sueño además de ser esencial para estabilizar la memoria. que cuanto más se aprende más horas de sueño son necesarias ya que el cerebro necesita reestructurar la memoria y cambiar físicamente y que nos ayuda a la resolución de problemas complicados. pero a pesar de todos los avances en este tema. lo es también para discriminar los recuerdos relevantes de los no relevantes. Quedó demostrado que es necesario que transcurra cierto tiempo para que el cerebro asimile inferencias transitivas u ocultas. Se comparaban los dos primeros números. 5 . Otro investigador que aportó datos sobre este tema fue Ullrich Wagner de la Universidad de Lübeck. podemos concluir que el sueño es fundamental para la memoria. para resolver un tipo de problema matemático mediante el uso de unos.Trabajo fisiología: “Sueño y memoria” 70% de acierto. Se comprobó que en la realización de tareas o en la resolución de problemas difíciles se producía una mejoría una vez los participantes habían dormido. conocida como "Eureka súbito". cuatros y nueves. Se demostró que no solo la fase REM es importante para el sueño. El sueño es fundamental para la memoria y además produce mejorías permanentes en ésta. si eran iguales. obteniendo en la mayoría de las ocasiones las soluciones que no consiguieron durante la realización de la misma. Decálogo de la memoria. el sueño forma parte activa de la resolución de problemas. Conclusiones generales. En realidad la cafeína aumenta el grado de alerta general. influencia de la cafeína…etc). - - 6 . (la siesta. también el tiempo que se necesita para repararlo mientras duermen. Curiosidades del sueño. la siesta puede sustituir estas horas de sueño de por la noche. En caso de que no se duerma lo suficiente por la noche. La siesta: El resultado en la memoria que se obtiene con una siesta y una noche de sueño es el mismo que tan solo una noche de sueño. La cafeína no es un buen sustituto a las horas de sueño: cuando pasamos noches sin dormir a base de cafés podemos pensar que éste nos ayudará a pasar la noche mejor y sustituir en parte las horas de sueño. pero no logra paliar el deterioro de la habilidad para juzgar y de memorizar por la falta de sueño. zarigüeya 18 horas). Las horas de sueño es inversamente proporcional al tamaño de la especie: las especies grandes duerme menos horas de media que las pequeñas (elefante 3 horas.Trabajo fisiología: “Sueño y memoria” 5. Esto es debido a las tasas metabólicas más altas de los animales pequeños aumentan en ellos el deterioro celular. por ende.