Despues de una lección de piano, te vas a dormir y cuando te despiertas tus dedos son más capaces de desempeñar esa hermosa secuencia de notas. ¿Cómo que dormir hace la diferencia? Un nuevo estudio ayuda a explicar lo que ocurre en el cerebro durante esas fatídicas horas, en el descanso es cuando el aprendizaje motor se afianza.
«Los mecanismos de consolidación de memoria con respecto a la memoria de aprendizaje motor seguían inciertos hasta ahora», dijo Masako Tamaki, un investigador postdoctoral en la Universidad de Brown y autor principal del estudio que aparece 21 de agosto en la revista Journal of Neuroscience. «Estábamos tratando de averiguar qué parte del cerebro que está haciendo lo que durante el sueño, independientemente de lo que sucede durante la vigilia. Estábamos tratando de averiguar la función específica del sueño.»
En parte debido a que emplea tres tipos de imágenes del cerebro, la investigación es el primero en cuantificar con precisión los cambios entre ciertas ondas cerebrales y la ubicación exacta de la actividad cerebral cambiado en los sujetos mientras dormían después de aprender una tarea dedos secuencial. La tarea consistía en una secuencia de golpes clave que es cognitivamente parecido a escribir o tocar el piano.
En concreto, los resultados de los experimentos complejos realizan en el Massachusetts General Hospital y luego analizadas en Brown, muestran que la mejora de la velocidad y la precisión de los voluntarios mostraron en la tarea después de unas pocas horas de sueño se asoció significativamente con los cambios en fast-sigma delta y las ondas cerebrales oscilaciones en su área motora suplementaria (SMA), una región en la primera mitad del cerebro. Estos cambios de ondas cerebrales específicas en el SMA se produjeron durante una fase particular del sueño conocido como sueño «de onda lenta».
Los científicos han demostrado que el sueño mejora muchos tipos de aprendizaje, incluyendo el tipo de secuencia con los dedos tocando las tareas motoras que se abordan en el estudio, pero no han estado seguros de por qué o cómo. Es una actividad intensiva para el cerebro para consolidar el aprendizaje y por lo que el cerebro puede beneficiarse de sueño tal vez porque hay más energía disponible o porque las distracciones y nuevos insumos son menores, dijo el estudio autor correspondiente Yuka Sasaki, un profesor asociado de investigación en el Departamento de Cognitive de Brown, lingüística y Ciencias Psicológicas.
«El sueño no es una pérdida de tiempo», dijo Sasaki.
El alcance de la reorganización que el cerebro lleva a cabo durante el sueño es sugerido por las distintas funciones de las dos oscilaciones de ondas cerebrales parecen jugar. Los autores escribieron que las oscilaciones delta aparecieron para gobernar los cambios en la conectividad de la SMA con otras áreas de la corteza, mientras que las oscilaciones de rápido sigma parecían corresponder a los cambios dentro de la propia SMA.
Los posibles roles para ondas cerebrales rápidas y delta-sigma y para el SMA tenían apoyo sugerente en la literatura antes de este estudio, pero nadie había obtenido muchas pruebas, en parte, porque hacerlo requiere un protocolo experimental complejo.
Para que sus hallazgos Sasaki, Tamaki y su equipo pidieron a cada uno de sus 15 temas para ser voluntario para los experimentos de aprendizaje motor. Durante las tres primeras noches nueve sujetos simplemente dormían en cualquier ther acostarse preferida era mientras sus cerebros eran escaneados tanto en magnetoencefalografía (MEG), que mide las oscilaciones con la sincronización exacta y la polisomnografía, que realiza un seguimiento de la fase del sueño. En ese momento los investigadores tuvieron buenas mediciones de referencia de la actividad cerebral y los sujetos se habían acostumbrado a dormir en el laboratorio.
El día 4 los sujetos aprendieron la tarea dedo golpecitos en la mano no dominante (para hacer a propósito que sea más difícil de aprender). Los sujetos se les permite ir a dormir por tres horas y otra vez fueron escaneados con PSG y MEG. A continuación, los investigadores les despertaron. Una hora más tarde se les pidió a los sujetos que realizaran la tarea de tapping. Como control, otros seis sujetos permanecieron no dormir después de aprender la tarea, pero también se les pidió para llevarla a cabo cuatro horas después de ser entrenado. Los que dormían hizo la tarea más rápido y con más precisión que los que no lo hicieron.
El día 5, los investigadores escanearon cada voluntario con una máquina de resonancia magnética, que mapea la anatomía del cerebro, de modo que más tarde pudieron ver donde estaban las oscilaciones MEG que habían observado en el cerebro de cada sujeto.
En total, los experimentadores rastreados 5 frecuencias de oscilación diferentes en ocho regiones del cerebro (cuatro regiones distintas en cada uno de dos lados del cerebro). Sasaki dijo que esperaba que la actividad más importante a tener lugar en la región del cerebro «M1», que rige el control del motor, pero en su lugar los cambios significativos se produjo en el SMA en el lado opuesto de la mano capacitado.
Lo que era especialmente importante sobre las oscilaciones del delta y rápido-sigma fue que caben dos criterios clave con significación estadística: cambiaron sustancialmente después sustancialmente después de los sujetos fueron entrenados en la tarea y la fuerza de ese cambio correlacionan con el grado de mejora en el rendimiento del sujeto en la tarea.
Después de realizar los experimentos del equipo de Sasaki, Tamaki y coautor Takeo Watanabe pasado de MGH de Brown, donde han creado un nuevo laboratorio de sueño. Han comenzado ya un proyecto para estudiar más a fondo cómo el cerebro consolida el aprendizaje. En este caso se están viendo las tareas de aprendizaje visuales.
«Vamos a ver efectos similares?» Preguntó Sasaki. «¿Sería con las bandas de frecuencias similares y una organización similar de áreas cerebrales vecinas?»
Para averiguarlo, algunos voluntarios sólo tendrán que dormir un poquito mas.
tareas motoras sugeridas
