Solo puedes aprender mucho antes de necesitar posponer

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El sueño recalibra las células de la memoria del cerebro, lo que nos permite solidificar lo que hemos aprendido y usarlo cuando vuelva a estar despierto, indica una nueva evidencia de ratones.

La falta de sueño, los trastornos del sueño y las pastillas para dormir pueden interferir con el proceso, concluyeron los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.

"La conclusión es que dormir no es realmente tiempo de inactividad para el cerebro".

"Nuestros hallazgos amplían la idea de que el ratón y, presumiblemente, el cerebro humano solo pueden almacenar tanta información antes de que sea necesario recalibrarla", dice Graham Diering, un becario postdoctoral que dirigió el estudio en la revista. Ciencia.

"Sin sueño y la recalibración que se produce durante el sueño, los recuerdos corren peligro de perderse", dice.

Los investigadores observaron un proceso que había sido bien estudiado en células cerebrales cultivadas en laboratorio, pero no en animales vivos, dormidos o despiertos. Conocida como reducción homeostática, debilita uniformemente las sinapsis en una red neuronal en un pequeño porcentaje, dejando intactas sus fortalezas relativas y permitiendo que continúe el aprendizaje y la formación de la memoria. Eso evita que las células cerebrales disparen constantemente y alcancen la carga máxima. Cuando una neurona alcanza su máximo, pierde su capacidad de transmitir información, obstruyendo la formación de la memoria.

Para saber si el proceso ocurre en los mamíferos dormidos, Diering se centró en las áreas del cerebro del ratón responsables del aprendizaje y la memoria: el hipocampo y la corteza. Buscó los mismos cambios observados en las células cultivadas en laboratorio durante la reducción de escala.

Los resultados mostraron una disminución del porcentaje 20 en los niveles de proteína del receptor en ratones dormidos, lo que indica un debilitamiento general de sus sinapsis, en comparación con los ratones que estaban despiertos.

"Esa fue la primera evidencia de reducción homeostática en animales vivos", dice Richard Huganir, profesor de neurociencia y autor principal del estudio. "Sugiere que las sinapsis se reestructuran en todo el cerebro del ratón cada 12 horas más o menos, lo que es bastante notable".

En los ratones dormidos, los investigadores también encontraron, como esperaban, niveles significativamente más altos de una proteína llamada "Homer1a", conocida por ser crítica para regular el sueño y la vigilia.

Pruebas previas con neuronas cultivadas en laboratorio ya habían demostrado que Homer1a juega un papel importante en el proceso de reducción de escala. En el nuevo estudio, los investigadores encontraron que los niveles de esa proteína son 250 por ciento más altos en las sinapsis de los ratones dormidos, en comparación con los ratones despiertos.

"Creemos que Homer1a es una especie de policía de tránsito", dice Huganir, explicando que la proteína evalúa los niveles de ciertos neurotransmisores y sustancias químicas para determinar cuándo el cerebro está "lo suficientemente silencioso como para comenzar a disminuir".

Los investigadores confirmaron que el sueño es una necesidad para este proceso de reducción que no puede ser sustituido.

"La conclusión es que dormir no es realmente tiempo de inactividad para el cerebro", dice Diering. "Tiene un trabajo importante que hacer entonces, y nosotros, en el mundo desarrollado, nos estamos fallando saltándonos".

Huganir enfatiza que debido a que este estudio solo se centró en el hipocampo y la corteza, se necesita más investigación en otras partes del cerebro, y en todo el cuerpo, para comprender mejor la necesidad de dormir.

Los investigadores también señalan la necesidad de observar más de cerca cómo las drogas conocidas para prevenir la reducción homeostática, incluidas las benzodiazepinas y otros sedantes o sustancias para dormir, interfieren con el aprendizaje y la memoria.

El apoyo para el trabajo provino de los Institutos Canadienses de Investigación en Salud, el Centro Johns Hopkins para Proteómica Discovery y los Institutos Nacionales de Salud.

Fuente: La Universidad Johns Hopkins

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