¿Por qué dormir es necesario para formar la memoria?

Si alguna vez te haz presentado a un examen después de haber estado toda la noche estudiando sin dormir, y tu madre, (tan sabias como siempre) va y te dice que es mejor que te acuestes un rato antes de ir, cosa que ignoras porque crees que tienes que apurar al máximo o porque quizás se te olvide todo lo que has estudiado.

Si te has encontrado en esa situación, ya puedes ir haciéndole un regalo a tu madre porque lo que decía lo hacia con razón.

Y es que según un estudio publicado recientemente en la revista Neuron, indica como el sueño actúa como un mecanismo de refuerzo para las neuronas fomentando la agilidad mental, así como la memoria y la facilidad para recordar.

Marcos Frank profesor adjunto de Neurociencia en la Escuela Universitaria de Medicina en Pensilvania junto con la investigadora post-doctoral en la misma rama, Sara Aton y el resto de sus colegas, describen por primera vez como los cambios celulares en el cerebro durmiente promueven la formación de recuerdos.

Los resultados revelan que el cerebro durante el sueño es fundamentalmente diferente del cerebro durante la vigilia.

Esta es la primera observación directa del cerebro a nivel celular de como el cerebro fuerza el cambio de sus conexiones durante el sueño.

Encontramos que la bioquímica de estos cambios no se encuentran entre las interconexiones de las neuronas de los animales que están despierto. En cambio, cuando el animal va a dormir, es como si se encendiera un interruptor, y de repente, se enciende todo lo necesario para realizar los cambios sinápticos que forman la base de la formación de la memoria.

Es muy llamativo, agrega Frank.

El equipo utilizo un modelo experimental de la plasticidad cortical que explicaba la reorganización de las conexiones neuronales según las cotidianidades de la vida.

Eso es fundamentalmente lo que creo que es el mecanismo de la memoria, es decir, la toma y la ruptura de las conexiones entre neuronas, explica Frank.

El mundo como lo ve el cerebro. Mapas ópticos son generados en la corteza visual por los cambios de la oxigenación en la sangre, como en el ojo izquierdo (panel izquierdo) o el ojo derecho que se ven estimulado por barras de luz en diferentes orientaciones (0-180 grados). La respuesta cortical a cada estímulo es un pseudo-color para representar la orientación a la que se activa la corteza visual de las neuronas. Si se bloquea la visión en un ojo (el ojo derecho en este ejemplo) durante un período crítico de desarrollo, las neuronas ya no responden a los aportes de la vía del ojo (indicado por una pérdida de color en el panel de la derecha) y comenzaran a responder preferentemente a las que no se privó de estimulación. Estos cambios se acompañan de alteraciones en las conexiones sinápticas en las neuronas individuales. Este proceso, conocido como plasticidad ocular, se ve reforzada por el sueño por la activación de los receptores NMDA y la actividad quinasa intracelular. A través de estos mecanismos, el sueño refuerza las conexiones sinápticas en el ojo no privado de estimulación.

En este caso, en el experimento de Frank y su equipo se uso la estimulación visual. Al grupo de animales que fueron lo suficientemente jóvenes para establecer redes neuronales en respuesta a las señales visuales, se les privó de dicha estimulación a uno de sus ojos mediante un parche. Posteriormente el equipo comparó los cambios moleculares y electrofisiológicos que resultaron del control del otro grupo cuyos ojos no estaban cubiertos. A algunos animales se les estudio inmediatamente después de haberles bloqueado la mitad de su sentido visual, mientras que a otros se les permitió dormir en primer lugar.

De trabajos anteriores, el equipo de Frank ya sabia que el sueño inducía una mayor organización de la corteza visual en los animales que tuvieron un parche en el ojo frente a los que no se les permitió dormir. Ahora saben por que.

Está surgiendo una explicación molecular para este fenómeno. La clave en este proceso celular es una molécula llamada N-metil-D-aspartato, receptores (NMDA), que actúa a dos bandas recibiendo las señales extra-celulares en forma de glutamato y regula el flujo de iones de calcio en las células.

Básicamente, una vez que se activa el cerebro para reorganizar sus redes neuronales en vigilia, se entablan vías de comunicación intra- e intercelularmente, estableciendo una serie de enzimas que entraran en acción en la reorganización de las neuronas durante el sueño.

Para iniciar el proceso, los receptores NMDA están preparados para abrir sus canales de iones una vez que la neurona se haya excitado. El canal de iones se abre cuando el glutamato se une al receptor permitiendo la entrada de calcio dentro de la célula. A su vez el calcio, una molécula de señalización intracelular, convierte mas enzimas dentro y fuera de las células.

Algunas conexiones neuronales se refuerzan como consecuencia de este proceso, dando como resultado una reorganización de la corteza visual. Ocurriendo esto, solo durante el sueño.

Para nuestra sorpresa, encontramos que estas enzimas nunca se activaron hasta que el animal tuvo la oportunidad de dormir. Tan pronto como el animal pudo conciliar el sueño, vimos como todos los mecanismos de la memoria comenzaban a actuar. Explicaba Frank.

Igualmente de importante es la demostración de que la inhibición de estas enzimas en el cerebro durmiente impide completamente la reorganización normal de la corteza.

Frank insiste en que este estudio no se realizo recordando recuerdos. Pro ejemplo, a estos animales no se les pidió que recordasen el lugar de su tazón de alimentos.

El mecanismo utilizado creemos que fundamenta la base de la formación de la memoria. Y no solo la memoria, el mismo mecanismo podría desempeñar un papel en todos los procesos de plasticidad neurológica.

Como resultado de ello, este estudio podría abrir el camino a la comprensión, a nivel molecular, ¿por qué los seres humanos necesitan dormir, y por qué les afecta tanto la falta de esta? También podría conducir a concebir nuevas terapias que podrían compensar la falta de sueño, por imitación de los fenómenos moleculares que ocurren durante el sueño.

Por último el estudio podría conducir a una comprensión mas profunda de la memoria humana. Aunque la forma en que los seres humanos almacenan recuerdos de larga duración aun sigue siendo un misterio.

Si sabemos que el corazón del misterio se encuentra en los cambios en las conexiones de la corteza. AL comprenderlo en modelos animales, nos llevará cerca de comprender como funciona en los seres humanos. Concluía Frank.

La investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Salud, la Fundación Nacional del Sueño, L'Oreal y EE.UU., y también participan investigadores del Centro Penn del Sueño y Neurobiología Respiratoria, y la Escuela de Ciencias de la Vida de la Universidad Jawaharlal Nehru, Nueva Delhi, India.

Vía: Sciencedaily

Mas info: La plasticidad cortical.