Papel del sueño REM versus el no REM en el aprendizaje

Una nueva investigación evalúa qué etapa del sueño es más importante para el aprendizaje: REM o no REM. En el nuevo estudio, los investigadores observaron dos mecanismos. ¿El sueño mejora el aprendizaje al mejorar las habilidades mientras las personas duermen, o el beneficio del sueño surge de reforzar esas habilidades en el cerebro para que sea menos probable que las olviden?

La respuesta, según el estudio de la Universidad de Brown sobre el aprendizaje visual, es "todo lo anterior".

"El sueño es bueno para muchos procesos en el cuerpo y la mente, pero la controversia fue cómo dormir es bueno", dijo el autor correspondiente Yuka Sasaki, profesor de ciencias cognitivas, lingüísticas y psicológicas (investigación) en Brown.

“¿El sueño no REM y el sueño REM hacen contribuciones diferentes, o no importa la etapa del sueño? Creemos que tenemos una respuesta, porque mostramos claramente la diferencia en los roles del sueño no REM y el sueño REM en el aprendizaje de la percepción visual ".

En el estudio, se entrenó a adultos jóvenes para identificar una letra y la orientación de un conjunto de líneas sobre un fondo texturizado en dos tareas diferentes: una antes de dormir y otra después de dormir. Entre las dos tareas, los investigadores analizaron las ondas cerebrales de los participantes mientras dormían. También midieron simultáneamente las concentraciones de dos sustancias químicas diferentes en sus cerebros: un neurotransmisor excitador llamado glutamato y un neurotransmisor inhibidor llamado ácido gamma-aminobutírico.

Por separado, los investigadores realizaron los mismos análisis en personas que no participaron en las tareas de aprendizaje visual.

Al medir la proporción de estos dos químicos en el cerebro, llamado equilibrio de excitación / inhibición (E / I), los científicos pueden recopilar pistas sobre el estado de un área particular del cerebro.

A veces, como cuando un área del cerebro tiene un alto equilibrio E / I, las neuronas están formando activamente nuevas conexiones, lo que significa que el área del cerebro tiene un alto grado de plasticidad.

Por el contrario, cuando un área del cerebro tiene un equilibrio E / I bajo, se dice que está en un estado de estabilización. Durante la estabilización, se eliminan las conexiones neuronales menos importantes, lo que aumenta la eficiencia y la resistencia de las conexiones que quedan. Tanto la plasticidad como la estabilización son parte integral del proceso de aprendizaje: la plasticidad generalmente se traduce en mejoras en el desempeño, y la estabilización evita que el aprendizaje futuro sobrescriba o interfiera con el aprendizaje futuro.

Este nuevo estudio, que aparece en Neurociencia de la naturaleza, encontró que la plasticidad y la estabilización ocurren durante diferentes etapas del sueño.

Durante el sueño no REM (NREM), las áreas visuales del cerebro de los participantes exhibieron un equilibrio E / I que sugiere una mayor plasticidad. El patrón se encontró incluso entre los participantes que no participaron en las tareas de aprendizaje visual, lo que significa que ocurre incluso en ausencia de aprendizaje.

Sin embargo, la etapa REM parece ser necesaria para que las personas obtengan los beneficios de la mayor plasticidad que exhiben durante el sueño NREM. Durante el sueño REM, las concentraciones químicas en el cerebro de los participantes indicaron que sus áreas visuales se estabilizaron.

Los investigadores descubrieron que este proceso ocurrió solo en los participantes que participaron en las tareas de aprendizaje visual, lo que sugiere que, en contraste con la plasticidad, la estabilización durante el sueño ocurre solo en presencia del aprendizaje.

Los participantes que solo se sometieron al sueño NREM no mostraron ninguna mejora en el rendimiento, probablemente porque la nueva tarea posterior al sueño interfirió con su aprendizaje de la tarea previa al sueño. Por el contrario, aquellos que se sometieron tanto al sueño NREM como al REM mostraron ganancias significativas en el rendimiento tanto en la tarea antes como después del sueño.

"Espero que esto ayude a las personas a darse cuenta de que tanto el sueño no REM como el sueño REM son importantes para el aprendizaje", dijo Sasaki. “Cuando la gente duerme por la noche, hay muchos ciclos de sueño. El sueño REM aparece al menos tres, cuatro, cinco veces y especialmente en la última parte de la noche. Queremos tener mucho sueño REM para ayudarnos a recordar con más fuerza, por lo que no debemos acortar nuestro sueño ".

En el futuro, a Sasaki y sus colegas les gustaría ver si sus hallazgos se pueden generalizar a otros tipos de aprendizaje. También les gustaría combinar esta investigación con sus investigaciones anteriores sobre el aprendizaje y la recompensa de la percepción visual.

"Anteriormente, mostramos que la recompensa mejora el aprendizaje visual a través del sueño, por lo que nos gustaría entender cómo funciona", dijo. "Es ambicioso, pero tal vez podamos ampliar esta investigación a otros tipos de aprendizaje para recordar mejor y desarrollar un mejor aprendizaje motor, mejores habilidades visuales y una mejor creatividad".

Fuente: Universidad de Brown