Cuando nos quedamos dormidos, nuestros cerebros no están simplemente desconectados, están ocupados organizando nuevos recuerdos, y ahora, los científicos han vislumbrado el proceso. Los investigadores informan en la revista Informes de celda el 5 de mayo, la primera evidencia directa de que los cerebros humanos reproducen experiencias de vigilia mientras duermen, observados en dos participantes con conjuntos de microelectrodos intracorticales colocados en sus cerebros como parte de un ensayo clínico piloto de interfaz cerebro-computadora.
Durante el sueño, el cerebro reproduce los patrones de activación neuronal experimentados mientras está despierto, también conocido como "reproducción fuera de línea". Se cree que la reproducción subyace a la consolidación de la memoria, el proceso por el cual los recuerdos recientes adquieren más permanencia en su representación neuronal. Los científicos han observado previamente la reproducciónen animales, pero el estudio dirigido por Jean-Baptiste Eichenlaub del Hospital General de Massachusetts y Beata Jarosiewicz, anteriormente profesora asistente de investigación en BrainGate y ahora científica investigadora sénior en NeuroPace, probó si el fenómeno también ocurre en el cerebro humano.
El equipo pidió a los dos participantes que tomaran una siesta antes y después de jugar un juego de copia de secuencia, que es similar al exitoso juego Simon de los 80. El videojuego tenía cuatro paneles de colores que se iluminaban en diferentes secuencias para que los jugadores repitieranPero en lugar de mover sus brazos, los participantes jugaron el juego con sus mentes, imaginando mover el cursor con sus manos a diferentes objetivos uno por uno, golpeando los colores correctos en el orden correcto lo más rápido posible. Mientras los participantes descansaban,jugaron el juego, y luego descansaron nuevamente, los investigadores registraron la actividad de los picos de grandes grupos de neuronas individuales en sus cerebros a través de una matriz de electrodos múltiples implantada.
"No hay muchos escenarios en los que una persona tenga una matriz de electrodos múltiples colocada en su cerebro, donde los electrodos son lo suficientemente pequeños como para poder detectar la actividad de activación de las neuronas individuales", dice co-firstautor Jarosiewicz. Los electrodos aprobados para indicaciones médicas, como los que se usan para tratar la enfermedad de Parkinson o la epilepsia, son demasiado grandes para rastrear la actividad de las neuronas individuales.grabaciones en el cerebro humano. "Es por eso que este estudio no tiene precedentes", dice.
BrainGate es un consorcio de investigación académica que abarca la Universidad Brown, el Hospital General de Massachusetts, la Universidad Case Western Reserve y la Universidad de Stanford. Los investigadores de BrainGate están trabajando para desarrollar interfaces implantadas crónicamente para ayudar a las personas con discapacidades motoras graves a recuperar la comunicación y el control medianteusando sus señales cerebrales para mover cursores de computadora, brazos robóticos y otros dispositivos de asistencia.
En este estudio, el equipo observó los mismos patrones de activación neuronal durante el período de juego y el período de descanso posterior al juego. En otras palabras, es como si los participantes siguieran jugando el juego Simon después de estar dormidos, repitiendo los mismos patronesen su cerebro a nivel neuronal. Los hallazgos proporcionaron evidencia directa de la repetición relacionada con el aprendizaje en el cerebro humano.
"Esta es la primera evidencia directa de que en humanos, también vemos repetición durante el descanso después del aprendizaje que podría ayudar a consolidar esos recuerdos", dijo Jarosiewicz. "Todos los mecanismos de consolidación de memoria relacionados con la repetición que hemos estudiado enlos animales durante todas estas décadas también podrían generalizarse a los humanos "
Los hallazgos también abren más preguntas y futuros temas de estudio que desean comprender el mecanismo subyacente por el cual la reproducción permite la consolidación de la memoria. El siguiente paso es encontrar evidencia de que la reproducción realmente tiene un papel causal en el proceso de consolidación de la memoria. Una formahacer eso sería probar si existe una relación entre la fuerza de la repetición y la fuerza del recuerdo de la memoria post-siesta.
Aunque los científicos no entienden completamente cómo funcionan el aprendizaje y la consolidación de la memoria, una cascada de estudios en animales y humanos ha demostrado que el sueño juega un papel vital. Dormir bien "antes de una prueba y antes de entrevistas importantes" es beneficioso para el bienJarosiewicz dijo que "el rendimiento cognitivo". Tenemos buena evidencia científica de que el sueño es muy importante en estos procesos ".
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