Científicos descubren cómo el cerebro agudiza nuestros recuerdos mientras dormimos

Científicos descubren cómo el cerebro agudiza nuestros recuerdos mientras dormimos

Todos sabemos que si queremos recordar mejor lo que hemos estudiado durante el día, es mejor dormir bien. Y aunque los científicos han comprendido que nuestros recuerdos se basan en conexiones que se construyen entre las neuronas en nuestro cerebro, no está claro cómo el sueño realmente ayuda a consolidar esa información.

Ahora, dos nuevos estudios han encontrado evidencia biológica que explica la sabiduría milenaria que si queremos recordar, tenemos que dormir para no olvidar.

Es natural que tengamos curiosidad por saber por qué nos caemos inconscientes hasta 16 horas al día. Una hipótesis reciente sugiere que el sueño enjuaga las proteínas potencialmente tóxicas que se acumulan en el cerebro durante el día.

Y estudios recientes han encontrado que si no dormimos lo suficiente, aumentamos nuestro riesgo de desarrollar enfermedades cardiovasculares y diabetes tipo 2, por no mencionar los trastornos neurodegenerativos como la enfermedad de Parkinson.

Ahora, un par de estudios de la Universidad de Wisconsin y la Universidad Johns Hopkins han proporcionado pruebas de otro beneficio de dormir, lo que sugiere que nos permite «podar» nuestros recuerdos y afinar las lecciones que hemos aprendido mientras estamos despierto.

La hipótesis de la homeostasis sináptica no es nueva: los investigadores de la Universidad de Wisconsin desarrollaron la idea hace más de una década, proponiendo que el sueño permite que nuestros cerebros reduzcan las conexiones que desarrollamos entre nuestras neuronas mientras estamos despiertos con el fin de hacer nuestros recuerdos más claros.

A medida que experimentamos cosas nuevas, nuestros cerebros construyen o debilitan las conexiones llamadas sinapsis que unen nuestras células nerviosas. Los comportamientos y recuerdos que desarrollamos están codificados en estas redes interconectadas de neuronas, que dependen del tamaño y la fuerza de la sinapsis para comunicar mensajes de manera eficaz.

Los biólogos responsables de la hipótesis de la homeostasis sináptica argumentan que el proceso de construcción de tales redes es un poco demasiado entusiasta durante nuestras horas de vigilia. El sueño proporciona una oportunidad silenciosa para que el cerebro reduzca selectivamente las redes que construimos mientras estamos conscientes.

Hay muchas pruebas de que las neuronas pueden reducir las sinapsis, en algunos casos a través de células que patrullan el cerebro buscando sinapsis. Las comparaciones de las sinapsis después de los períodos de sueño y privación del sueño también podrían ser evidencia indirecta de las sinapsis de «remodelación» del cerebro mientras se duerme.

El equipo de la Universidad de Wisconsin ha añadido más evidencia para respaldar su hipótesis.

Durante los últimos cuatro años, los biólogos analizaron las fibras delgadas del cerebro de un puñado de ratones que habían dormido, otros pocos que habían sido mantenidos despiertos y entretenidos con juguetes, y algunos más que se mantuvieron despiertos pero no estimulados.

Los científicos entonces midieron el tamaño y la forma de unas 6,920 sinapsis a través de cientos de secciones cerebrales. Las rebanadas tomadas de los ratones dormidos contenían sinapsis que eran 18 por ciento más pequeñas que las sinapsis en las que estaban despiertas.

Curiosamente, aquellas sinapsis con una conexión reducida se limitaron significativamente a los nervios con espinas dendríticas más pequeñas – protrusiones que toman información de una sinapsis al axón del nervio.

En 2014, el miembro del equipo Giulio Tononi, del Centro para el Sueño y la Conciencia de la Universidad de Wisconsin, explicó:

Durante el despertar, el aprendizaje fortalece las conexiones sinápticas a través del cerebro, aumentando la necesidad de energía y saturando el cerebro con nueva información. El sueño permite que el cerebro se reinicie, ayudando a integrar, material recién aprendido con recuerdos consolidados. Al día siguiente”.

Un segundo equipo de biólogos de la Universidad Johns Hopkins atacó la cuestión desde un ángulo diferente.

Etiquetaron las proteínas en las sinapsis de los ratones vivos con un marcador fluorescente, y entonces miraron literalmente los cerebros del ratón mientras dormían. Como era de esperar que las sinapsis se redujeran en tamaño, los marcadores disminuyeron. Un análisis posterior reveló una caída del 20 por ciento en el receptor AMPA.

A continuación, los investigadores diseñaron genéticamente ratones sin un tipo de proteína llamada Homer1A, un producto químico conocido para desencadenar la eliminación de los receptores en las sinapsis. Estos ratones dormían igual que sus primos no manipulados.

Pero a diferencia de los ratones intactos de Homer1A, sus sinapsis se mantuvo en sus receptores.

Con el fin de estudiar los efectos que esto tendría en la memoria, los ratones fueron ejecutados a través de una caja con un panel de piso electrificado. Esa noche, algunos de los ratones fueron tratados con un producto químico que impidió que el Homer1A de entrara en las espinas dendríticas.

Cuando corrían a través de la misma caja al día siguiente, todos los ratones se congelaron de miedo. Colocados en una caja diferente, sin embargo, aquellos ratones con sinapsis reducidas lo comprobaron. Los ratones que habían sido tratados con bloqueadores de Homer1A, sin embargo, se congelaron de nuevo.

Aunque es difícil de saber lo que está pasando por las diminutas mentes de los roedores, los investigadores concluyeron que estos ratones estaban confundidos por las similitudes entre las cajas. En lugar de tener un recuerdo agudo de la experiencia del día anterior, los ratones encontraron difícil distinguir lo que era importante.

El sueño es un comportamiento increíblemente complejo que está asociado con un montón de funciones biológicas, desde nuestra inmunidad a nuestra digestión. Por lo tanto, es difícil señalar con el dedo cualquier “razón” de por qué dormimos.

Pero dado el impacto de la tecnología moderna en nuestros ciclos de sueño, es importante que prestemos atención a la multitud de beneficios de obtener una siesta nocturna completa.

Ambos documentos fueron publicados en Science, aquí y aquí.

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