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BIOMEDICINA

Descubren que el cerebro humano reproduce las experiencias de vigilia durante el sueño

Descubren que el cerebro humano reproduce las experiencias de vigilia durante el sueño
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(Foto: Pixabay)
miércoles 06 de mayo de 2020, 08:51h
Cuando estamos durmiendo el cerebro no se desconecta, sino que organiza nuevos recuerdos.

Científicos de la Universidad de Harvard y de la empresa californiana Neuropace Inc. detallan la primera evidencia directa de que el cerebro humano reproduce experiencias de vigilia durante el sueño.

En este trabajo publicado hoy en Cell Reports han participado dos voluntarios a los que se les había implantado una serie de conjuntos de microelectrodos, como parte de un ensayo clínico piloto de interfaz cerebro-ordenador.

Durante el sueño, el cerebro reproduce los patrones de activación neuronal experimentados mientras está despierto. Este proceso se denomina reproducción fuera de línea.

Los neurocientíficos creen que la reproducción subyace en la consolidación de la memoria, el proceso por el cual los recuerdos recientes adquieren más permanencia en su representación neural.

Previamente observaron esta reproducción en animales, pero este estudio dirigido por Jean-Baptiste Eichenlaub, de la Facultad de Medicina de Harvard, y por Beata Jarosiewicz, ex profesora asistente de investigación en BrainGate, y ahora científica investigadora sénior en NeuroPace Inc., probó que el fenómeno también ocurría en el cerebro humano.

Así, los científicos pidieron a los dos voluntarios que durmieran una siesta antes y después de participar en un juego de copia de secuencia, que es similar a Simón, el popular juego de los años ochenta.

El videojuego tenía cuatro paneles de colores que se iluminaban en diferentes secuencias, para que los jugadores repitieran. Pero en lugar de mover sus brazos, los participantes jugaron con sus mentes, imaginando mover el cursor con sus manos a diferentes objetivos uno por uno, pulsando lo más rápidamente posible sobre los colores en el orden correcto.

Matriz de electrodos múltiples

Mientras los voluntarios descansaban, jugaban el juego y luego descansaban nuevamente, los investigadores registraron la actividad de los picos de grandes grupos de neuronas individuales en sus cerebros, a través de una matriz de electrodos múltiples que tenían implantada.

“No hay muchos escenarios en los que se implante con una matriz de electrodos múltiples, donde los electrodos son lo suficientemente pequeños como para detectar la actividad de activación de las neuronas individuales”, explica Beata Jarosiewicz.

Los electrodos aprobados para indicaciones biomédicas, como los que se utilizan 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 lo que este estudio no tiene precedentes”, matiza esta investigadora.

Sueño, fundamental para el aprendizaje en el cerebro

BrainGate es un consorcio de investigación académica que incluye a las universidades de Brown, Case Western Reserve y Stanford, así como al Hospital General de Massachusetts. Los investigadores de BrainGate trabajan para desarrollar interfaces cerebro-ordenador, implantadas crónicamente para ayudar a las personas con discapacidades motoras severas a recuperar la comunicación y el control mediante el uso de sus señales cerebrales para mover los cursores de la computadora, los brazos robóticos y otros dispositivos de asistencia.

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 voluntarios siguieran participando en el juego electrónico de Simón (creado y diseñado por Ralph Baer y Howard J. Morrison en 1978) después de estar dormidos, reproduciendo los mismos patrones en su cerebro a un nivel neuronal.

Los hallazgos proporcionaron evidencia directa a los neurocientificos sobre la repetición relacionada con el aprendizaje en el cerebro humano. “Esta es la primera evidencia de que en las personas también vemos repetición durante el descanso después del aprendizaje que podría ayudar a consolidar esos recuerdos -puntualiza Jarosiewicz-, por lo que 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”.

Aunque los neurocientíficos todavía no entienden completamente cómo funciona el aprendizaje y la consolidación de la memoria en las personas, ya se ha demostrado que el sueño juega un papel de primer orden. “Antes de realizar una entrevista importante -opina Jarosiewicz- dormir bien es muy beneficioso para un buen rendimiento cognitivo”.

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