Utilizando una innovadora tecnología "NeuroGrid", los científicos demostraron que el sueño aumenta la comunicación entre dos regiones del cerebro cuya conexión es fundamental para la formación de recuerdos. El trabajo, publicado en Science, fue parcialmente financiado por Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies BRAIN Iniciativa, un proyecto de los Institutos Nacionales de Salud dedicado a acelerar el desarrollo de nuevos enfoques para sondear el funcionamiento del cerebro.
"Usando nuevas tecnologías avanzadas por la Iniciativa BRAIN, estos investigadores hicieron un descubrimiento fundamental sobre cómo el cerebro crea y almacena nuevos recuerdos", dijo Nick Langhals, Ph.D., director del programa del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares de los NIH.
Se cree ampliamente que una estructura cerebral llamada hipocampo convierte la nueva información en recuerdos permanentes mientras dormimos. El trabajo anterior del autor principal del nuevo estudio, el profesor György Buzsáki de la Universidad de Nueva York, MD, Ph.D., reveló ráfagas de alta frecuenciade descargas neuronales llamadas ondas en el hipocampo durante el sueño y sugirió que desempeñan un papel en el almacenamiento de la memoria. El estudio actual confirmó la presencia de ondas en el hipocampo durante el sueño y las encontró en ciertas partes de la neocorteza de asociación, un área en la superficie del cerebro involucradaen el procesamiento de información sensorial compleja.
"Cuando observamos esto por primera vez, pensamos que era incorrecto porque nunca antes se había observado", dijo Dion Khodagholy, Ph.D., coautor del estudio y profesor asistente en la Universidad de Columbia en Nueva York.
Usando un sistema NeuroGrid de vanguardia que inventaron, junto con electrodos de grabación colocados más profundamente en el cerebro, los investigadores examinaron la actividad en varias partes del cerebro de las ratas durante el sueño de movimientos oculares no rápidos NREM, la etapa más larga del sueño.Su NeuroGrid consiste en una colección de pequeños electrodos unidos entre sí como los hilos de una manta, que luego se colocan en un área del cerebro para que cada electrodo pueda monitorear continuamente la actividad de un conjunto diferente de neuronas.
"Este dispositivo en particular nos permite mirar múltiples áreas del cerebro al mismo tiempo", dijo Jennifer Gelinas, MD, Ph.D., co-primera autora del estudio y profesora asistente en la Universidad de Columbia.
El equipo también se sorprendió al descubrir que las ondas en la asociación neocortex e hipocampo ocurrieron al mismo tiempo, lo que sugiere que las dos regiones se comunicaban mientras las ratas dormían. Debido a que se cree que la asociación neocortex es un lugar de almacenamiento de recuerdos, ellos investigadores teorizaron que este diálogo neuronal podría ayudar al cerebro a retener información.
Para probar esa idea, examinaron la actividad cerebral durante el sueño NREM en ratas entrenadas para ubicar recompensas en un laberinto y en ratas que exploraron el laberinto de manera aleatoria. En el último grupo de animales, las ondas en el hipocampo y la corteza fueronno más sincronizada antes de explorar el laberinto que después. En las ratas adiestradas, la tarea de aprendizaje aumentó la diafonía entre esas áreas, y una segunda sesión de capacitación la impulsó aún más, lo que sugiere que dicha comunicación es importante para la creación y el almacenamiento derecuerdos.
El grupo espera usar NeuroGrid en personas que se someten a cirugía cerebral por otras razones para determinar si ocurren las mismas ondas en el cerebro humano. Los investigadores también planean investigar si manipular esa activación neural en animales puede estimular o suprimir la formación de la memoria con el fin depara confirmar que las ondas son importantes para ese proceso.
"La identificación de los patrones neuronales específicos que acompañan a la formación de la memoria proporciona una forma de comprender mejor la memoria y, potencialmente, incluso abordar los trastornos de la memoria", dijo el Dr. Gelinas.
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Materiales proporcionado por NIH / Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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