Dormir para recordar

El sueño es imprescindible para consolidar los recuerdos, un proceso por el cual la experiencia y el entrenamiento se transforman en mejoras en la actuación personal a través de la memoria y el aprendizaje. Esta hipótesis se ha visto confirmada por varios experimentos cuyos resultados se han presentado recientemente, algunos realizados a nivel celular y otros con sujetos humanos. En estos últimos los experimentos indican que es necesario dormir en las 30 horas siguientes a una experiencia para consolidar el aprendizaje. Además, tanto en los experimentos con neuronas como con sujetos humanos, las dos fases del sueño existentes parecen resultar imprescindibles para obtener el máximo provecho de lo aprendido durante el día.

Mediante el aislamiento de porciones de tejido del cerebro de gatos dormidos y la inspección de millones de células al mismo tiempo, los científicos han descubierto lo que creen que puede ser un elemento clave en la maquinaria del cerebro para establecer los recuerdos a largo plazo.Parece que durante una fase extremadamente tranquila del sueño, cuando los investigadores creían que nada sucedía en el cerebro, grupos de células encargadas de la formación de nuevos recuerdos se transmiten señales entre sí. La señales, descubiertas hace sólo unos años, parecen permitir a las células de muchas partes del cerebro construir vínculos duraderos. Entonces, cuando algunas de las células se estimulan durante las horas de vigilia, los vínculos se activan y se recupera todo el recuerdo.

El descubrimiento, descrito por varios científicos en el encuentro de la Sociedad para la Neurociencia celebrado en Nueva Orleans a comienzos de noviembre, forma parte de una investigación continuada sobre el papel del sueño en la consolidación de los recuerdos. Los resultados se publicarán en la edición de diciembre de Cerebral Cortex.

Aunque se han elucidado muchos de los pasos de este proceso, no se conocían los mecanismos utilizados por cada célula para establecer vínculos que crean unas redes de recuerdos que pueden durar toda una vida. La investigación también hace referencia a uno de los misterios más profundos de la biología: ¿por qué duermen los animales?

Desde hace tiempo muchos científicos sostienen la teoría de que los recuerdos se almacenan en una fase del sueño, la fase de rápido movimiento ocular, o sueño REM. Aunque el nuevo estudio pone esa teoría en cuestión, también sugiere que las personas y los animales duermen, al menos en parte, para poder recordar, afirma Terrence J. Sejnowski, neurocientífico del Salk Institute de San Diego (EE UU).

"¿Por qué casi todos necesitamos ocho horas de inactividad cada noche?", se preguntó. "Nuestros sistemas sensoriales están al mínimo, los músculos paralizados y somos muy vulnerables. La evolución debe tener un propósito en mente".

Durante el día, explicó, penetran en la memoria muchas informaciones, aunque la mayoría carece de importancia y se puede descartar tranquilamente. Pero otras informaciones son importantes, dice Sejnowski. Por tanto, el cerebro necesita mezclarlas con los recuerdos más antiguos y almacena la nueva información conforme va poniendo al día la antigua.

El cerebro cumple esta tarea entrando en una serie de estados químicos y eléctricos durante el día y la noche, dice Alexander Borbely, investigador de la Universidad de Zúrich (Suiza), que estudia el sueño en seres humanos.

Cuando las personas están despiertas, explica, su cerebro produce una amplia variedad de rápidas actividades eléctricas, al liberar muchos neurotransmisores (sustancias químicas que ayudan a transportar la información). Se estimulan específicamente las células que se ocupan de prestar una atención directa a un acontecimiento. Este nivel elevado de actividad parece señalarlas como objeto de una especial atención durante el sueño.

Cuando las personas se duermen, su cerebro entra en un estado diferente, explicó Borbely. Los neurotransmisores que las ayudan a mantenerse despiertas se reducen hasta niveles mínimos. Al mismo tiempo, regiones completas del cerebro comienzan a oscilar o a dispararse rítmicamente a frecuencias más lentas. Durante la noche se producen diferentes patrones de ritmos espontáneos en lo que denominamos fases del sueño.

Una, la fase REM, es la que se da cuando el cerebro se vuelve muy activo y produce los sueños. Muchos investigadores han sostenido que durante el sueño REM se produce la consolidación de la memoria, dice Borbely, pero podría no ser así. Añade que muchos antidepresivos populares anulan prácticamente el sueño REM en las personas y, sin embargo, su memoria es buena.

Para estudiar estos procesos, los científicos de la Universidad Laval de Quebec (Canadá), dirigidos por Mircea Steriade, han cortado sólo las conexiones neuronales con el exterior de una pequeña zona del cerebro de un gato mientras duerme y han visto lo que pasa en esa zona. Al entrar en el sueño, las células de la corteza cerebral, en la que residen las asociaciones y los recuerdos, se estimulan por los impulsos procedentes del tálamo, situado en el interior del cerebro. A medida que se disparan repetidamente, estas células, dice Steriade, deben estar repasando lo aprendido durante el día. Este repaso parece seguir, a intervalos, durante toda la noche, mientras la región que contiene los recuerdos a corto plazo, el hipocampo, transmite lo que ha aprendido a la corteza.

Cuando se entra en la fase de sueño profundo (de onda larga), las neuronas de la corteza cerebral parecen aislarse del resto del cerebro y volverse totalmente inactivas. Pero esto es sólo una apariencia, como ha visto Steriade. Estas neuronas segregan continuamente diminutas cantidades de neurotransmisores, lo que se denomina acontecimientos sinápticos en miniatura, o minis, que son la clave de la consolidación de los recuerdos, según Sejnowski. La compleja maquinaria de las sinapsis, la zona de contacto entre neuronas, produce así, en esta fase del sueño, el refuerzo de la conexión entre las células que han participado en el acto de prestar atención a algún acontecimiento durante el día. Las señales eléctricas neuronales producen la activación de genes, se producen nuevas proteínas y se refuerzan los lazos entre las células. Días, semanas e incluso años más tarde, cuando se activan sólo algunas de las células en este circuito reforzado, se recupera el recuerdo entero.

El sueño y la creatividad

Los nuevos experimentos muestran que las partes del cerebro que estuvieron más activas durante el día produjeron el sueño profundo con ondas más largas durante la noche. Esto puede explicar por qué algunas veces dormir ayuda a resolver un problema con una solución creativa. Algunas de las células comparten recuerdos durante el día y es preciso poner en orden el sistema. El científico Terrence J. Sejnowski afirma: "Siempre ha existido una estrecha conexión entre el sueño y la creatividad que puede ser el subproducto de la forma en que la naturaleza consolida los recuerdos".

Jan Born, de la Universidad de Lubeck (Alemania), ha intentado ver en personas cuál de las dos fases del sueño, la de sueño profundo, que predomina en las primeras horas y la REM, que se da sobre todo en las horas finales, es más necesaria para consolidar los recuerdos. Ha visto que el sueño profundo es suficiente cuando se trata de aprender tareas, pero que ambos tipos de sueño son necesarios para lograr el máximo aprovechamiento. Esto sugiere que existe un mecanismo secuencial para la consolidación de la memoria, que requiere una fase inicial de sueño profundo (de onda larga) seguido de periodos de sueño REM. En cuanto la utilidad de quedarse toda la noche estudiando antes de un examen, habría que estudiar la relación entre la memoria implícita (inconsciente) estudiada en estos experimentos y la explícita (consciente) necesaria para aprender una asignatura.

Los falsos recuerdos

La imaginación puede llevar a la gente a cometer lo que se denominan errores de percepción de la realidad, por los cuales se recuerda un acontecimiento imaginado como si hubiera sucedido realmente. Son los llamados falsos recuerdos, que a veces llegan a conducir a sentencias injustas cuando se producen acusaciones falsas basadas en ellos. Científicos de la Universidad Northwestern (Estados Unidos) han comprobado que existen diferencias en la actividad cerebral durante la formación y la recuperación de recuerdos verdaderos y recuerdos falsos. Utilizando letreros, imágenes y palabras habladas, los científicos vieron que cuando se percibía un letrero que luego formaría un falso recuerdo (que tras el letrero apareciera una imagen del objeto representado) se producía una mayor respuesta cerebral que cuando el recuerdo iba a formarse correctamente (que no había aparecido la imagen tras el letrero). Los voluntarios tenían que intentar visualizar en todos los casos el objeto al ver el letrero. Al recordar, sin embargo, la respuesta fue mayor en los casos de recuerdos verdaderos que de falsos.

Como se sabe, señalan los científicos en la revista Nature Neuroscience, que las personas tienden a creer que un recuerdo es verdadero cuando se percibe con mucho detalle y sugieren que los acontecimientos que conducen a la consolidación de falsos recuerdos contienen más detalles que los objetos visualizados mentalmente, pero menos detalles que los recuerdos reales.