El cerebro aprende mientras dormimos

Investigadores del Max Planck Institute for Medical Research, en Heidelberg (Alemania), han analizado la comunicación, mientras dormimos, entre diversas áreas del cerebro relacionadas con la memoria. Según un comunicado publicado por la Max Planck Society, los resultados de esta investigación presentan las pruebas hasta ahora más evidentes de que la información que registra el cerebro por primera vez se transfiere desde la región del hipocampo hasta la corteza cerebral durante el sueño.

Otras investigaciones anteriores habían relacionado ya el sueño con la memoria. El presente estudio ha conseguido, además, demostrar que, al contrario de lo que se pensaba, la corteza cerebral controla de manera activa la transferencia de información.

Gracias a una técnica desarrollada por los investigadores del Instituto Max Planck, podrían aclararse numerosas cuestiones acerca del procesamiento de información y recuerdos por parte del cerebro. Para estos investigadores, este estudio influirá en la opinión sobre los procesos del cerebro que crean memoria. Los resultados del estudio han aparecido publicados en la revista Nature.

Un misterio difícil de resolver

La cuestión acerca de cómo el cerebro almacena o descarta los recuerdos aún hoy no ha sido explicada. Muchos neurólogos e investigadores creen en la llamada teoría de la consolidación de la memoria, que señala que los nuevos recuerdos se fijan lentamente en el cerebro con el paso del tiempo.

Propuesta hace unos 100 años, esta teoría actualmente sigue sirviendo como guía para la investigación de la memoria. Establece que las impresiones que acabamos de recibir se almacenan en primer lugar como recuerdos de corto plazo en el hipocampo (región situada en el hemisferio derecho del cerebro, que juega un importante papel en la memoria humana).

Después, dichas impresiones se trasladan durante horas o unos pocos días, normalmente mientras dormimos profundamente, a la corteza cerebral (manto de tejido nervioso que cubre la superficie de los hemisferios cerebrales) donde entran a formar parte de los recuerdos a largo plazo.

Las investigaciones llevadas a cabo por Thomas Hahn, Mayank Mehta y el Premio Nobel Bert Sakmann, del Max Planck Institute, han vertido nueva luz sobre estos mecanismos de creación de recuerdos. Sus resultados ayudan a comprender mejor cómo el cerebro procesa la información en los momentos de salud, enfermedad y demencia, y pueden contribuir asimismo a concer mejor enfermedades como el Alzheimer.

Según sus descubrimientos, las áreas del cerebro trabajan juntas, pero posiblemente de una manera distinta a la que previamente se había asumido. La aproximación tecnológica al funcionamiento del cerebro ha permitido comprender cómo las células nerviosas interactúan en la consolidación de recuerdos durante el sueño.

Sistema experimental

Gracias a un sistema experimental desarrollado con el propósito específico de analizar estos procesos cerebrales, los científicos han medido con éxito el potencial de membrana de unas neuronas que son las que suprimen la actividad del hipocampo (interneuronas), en el caso de cerebros de ratones anestesiados. El análisis neuronal se realizó a cada neurona individualmente.

Al mismo tiempo, registraron el campo de potencial (interacciones neuronales de largo alcance) de miles de células nerviosas de la corteza cerebral, lo que les permitió relacionar el comportamiento de las células nerviosas individuales del hipocampo con las de la corteza.

Descubrieron que las interneuronas del hipocampo examinadas se activaban casi al mismo tiempo que el campo de potencial de la corteza del cerebro. Sólo que parecían ir con un ligero retraso, como si fueran un eco.

Por tanto, durante la vigilia tranquila, el sueño e incluso bajo los efectos de la anestesia, los potenciales de membrana de dichas neuronas muestran una sincronía, una lenta oscilación (denominada estados up-down o de arriba hacia abajo), que puede ser detectada en el llamado potencial de campo o LFP neuronal.

La influencia de esta sincronía, una actividad neocortical espontánea en el hipocampo que va a juego con la actividad de la corteza, ha permanecido desconocida durante mucho tiempo.

Por primera vez ha podido registrarse en vivo en las interneuronas de dicha área del cerebro, y en conjunción con la corteza cerebral en estado de sueño por anestesia, lo que proporciona una evidencia firme de que las interacciones entre el hipocampo y la corteza cerebral ocurren incluso mientras dormimos.

Según los investigadores, el resultado podría interpretarse de diversas maneras. O bien el mecanismo registrado contribuye a la consolidación de la memoria o bien la transferencia de información de una a otra parte del cerebro durante el sueño funciona de una manera hasta ahora no contemplada.

En próximos estudios, los científicos quieren dar con una nueva explicación que abarque estos resultados, así como emplear este método experimental para investigar otras cuestiones abiertas sobre el cerebro, su organización y sus procesos.