Evidencia de que los cerebros humanos reproducen nuestras experiencias de vigilia mientras dormimos
Crédito: CC0 Public Domain
Cuando nos quedamos dormidos, nuestros cerebros no solo están desconectados, están ocupados organizando nuevos recuerdos y ahora, los científicos han vislumbrado el proceso. Los investigadores informan en la revista Cell Reports el 5 de mayo la primera evidencia directa de que los cerebros humanos reproducen experiencias de vigilia mientras duermen, observadas en dos participantes con conjuntos de microelectrodos intracorticales colocados en sus cerebros como parte de un ensayo clínico piloto de interfaz cerebro-computadora.
Durante el sueño, el cerebro reproduce los patrones de activación neuronal experimentados mientras está despierto, también conocido como «reproducción sin conexión». Se cree que la repetición es la base de la consolidación de la memoria, el proceso por el cual los recuerdos recientes adquieren más permanencia en su representación neuronal. Los científicos han observado previamente la reproducción en animales, pero el estudio dirigido por Jean-Baptiste Eichenlaub del Hospital General de Massachusetts y Beata Jarosiewicz, exprofesora asistente de investigación en BrainGate y ahora científica investigadora principal en NeuroPace, probó si el fenómeno también ocurre en los cerebros humanos. .
El equipo pidió a los dos participantes que tomaran una siesta antes y después de jugar un juego de copia de secuencias, que es similar al exitoso juego de los años 80, Simon. El videojuego tenía cuatro paneles de colores que se iluminaban en diferentes secuencias para que los jugadores las repitieran. Pero en lugar de mover los brazos, los participantes jugaron con su mente imaginando mover el cursor con las manos a diferentes objetivos uno por uno, golpeando los colores correctos en el orden correcto lo más rápido posible. Mientras los participantes descansaban, jugaban y luego volvían a descansar, los investigadores registraron la actividad de picos de grandes grupos de neuronas individuales en sus cerebros a través de una matriz de electrodos múltiples implantada.
«No hay muchos escenarios en los que una persona tendría una matriz de electrodos múltiples colocada en su cerebro, donde los electrodos son lo suficientemente pequeños como para poder detectar la actividad de disparo de las neuronas individuales», dice el coautor Jarosiewicz. Los electrodos aprobados para indicaciones médicas, como los que se usan para tratar la enfermedad de Parkinson o la epilepsia, son demasiado grandes para rastrear la actividad de las neuronas individuales. Pero los conjuntos de electrodos utilizados en los ensayos clínicos piloto de BrainGate son los primeros en permitir registros neuronales tan detallados en el cerebro humano. «Es por eso que este estudio no tiene precedentes», dice ella.
Este video muestra a un participante moviendo un cursor bajo control neuronal para jugar el juego de secuencias. Crédito: Eichenlaub y Jarosiewicz et al./Cell Reports
BrainGate es un consorcio de investigación académica que abarca la Universidad de Brown, el Hospital General de Massachusetts, la Universidad Case Western Reserve y la Universidad de Stanford. Los investigadores de BrainGate están trabajando para desarrollar interfaces cerebro-computadora implantadas crónicamente para ayudar a las personas con discapacidades motoras graves a recuperar la comunicación y el control mediante el uso de sus señales cerebrales para mover cursores de computadora, brazos robóticos y otros dispositivos de asistencia.
En En este estudio, el equipo observó los mismos patrones de activación neuronal durante el período de juego y el período de descanso posterior al juego. En otras palabras, es como si los participantes siguieran jugando el juego de Simon después de dormirse, reproduciendo los mismos patrones en su cerebro a nivel neuronal. Los hallazgos proporcionaron evidencia directa de la repetición relacionada con el aprendizaje en el cerebro humano.
«Esta es la primera evidencia directa de que en los humanos, también vemos la repetición durante el descanso después del aprendizaje que podría ayudar a consolidar esos recuerdos ”, dijo Jarosiewicz. «Todos los mecanismos de consolidación de la memoria relacionados con la reproducción que hemos estudiado en animales durante todas estas décadas también podrían generalizarse a los humanos».
Los hallazgos también abren más preguntas y futuros temas de estudio que quieran comprender el mecanismo subyacente por el cual la reproducción permite la consolidación de la memoria. El próximo paso es encontrar evidencia de que la reproducción en realidad tiene un papel causal en el proceso de consolidación de la memoria. Una forma de hacerlo sería probar si existe una relación entre la fuerza de la repetición y la fuerza del recuerdo de la memoria después de la siesta.
Aunque los científicos no entienden completamente cómo funcionan el aprendizaje y la consolidación de la memoria, una cascada de estudios en animales y humanos ha demostrado que el sueño juega un papel vital. Dormir bien por la noche «antes de un examen y antes de entrevistas importantes» es beneficioso para un buen rendimiento cognitivo, dijo Jarosiewicz. «Tenemos buena evidencia científica de que el sueño es muy importante en estos procesos».
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Un estudio sugiere que nuestros cerebros usan distintos patrones de activación para almacenar y reproducir recuerdos Más información: Cell Reports, Eichenlaub y Jarosiewicz et al.: «Repetición de secuencias de activación neuronal aprendidas durante Descanse en la corteza motora humana» www.cell.com/cell-reports/full … 2211-1247(20)30530-1 , DOI: 10.1016/j.celrep.2020.107581 Información del diario: Cell Reports
Proporcionado por Cell Press Cita: Evidencia de que los cerebros humanos reproducen nuestras experiencias de vigilia mientras dormimos (5 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-evidence-human-brains-replay.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.