Por qué el sueño profundo es útil para la memoria
Las ondas cerebrales lentas hacen que el neocórtex sea especialmente receptivo
Desde hace casi 20 años se sabe que las ondas eléctricas lentas y sincrónicas del cerebro durante el sueño profundo favorecen la formación de recuerdos. Pero hasta ahora se desconocía por qué. Ahora, en la revista Nature Communications, un equipo de investigadores de la Charité - Universitätsmedizin Berlin propone una explicación. Según el estudio, las ondas lentas hacen que el neocórtex, el lugar de la memoria a largo plazo, sea especialmente receptivo a la información. Los hallazgos podrían ayudar a optimizar los enfoques terapéuticos destinados a favorecer la formación de la memoria desde el exterior.
¿Cómo se forman los recuerdos permanentes? Los expertos creen que, mientras dormimos, nuestro cerebro repite los acontecimientos del día, trasladando la información desde la ubicación de la memoria a corto plazo, el hipocampo, a la memoria a largo plazo situada en el neocórtex. Las "ondas lentas" son especialmente claves en este proceso: oscilaciones lentas y sincrónicas de la tensión eléctrica en el córtex que se producen durante la fase de sueño profundo. Pueden medirse mediante un electroencefalograma (EEG). Las ondas se originan cuando el voltaje eléctrico de muchas neuronas sube y baja simultáneamente una vez por segundo.
"Sabemos desde hace muchos años que estas fluctuaciones de voltaje contribuyen a la formación de la memoria", explica el Prof. Jörg Geiger, director del Instituto de Neurofisiología de Charité y responsable del estudio recién publicado. "Cuando el sueño de ondas lentas se aumenta artificialmente desde el exterior, la memoria mejora. Pero lo que no sabíamos hasta ahora era qué ocurre exactamente dentro del cerebro cuando esto ocurre, porque es extremadamente difícil estudiar los flujos de información dentro del cerebro humano."
Las ondas lentas refuerzan las sinapsis
Ahora, él y su equipo han utilizado tejido cerebral humano intacto, algo extremadamente raro, para aclarar los procesos que muy probablemente subyacen a la formación de la memoria durante el sueño profundo. Según sus conclusiones, las ondas eléctricas lentas influyen en la fuerza de las conexiones sinápticas entre las neuronas del neocórtex y, por tanto, en su receptividad.
Para su estudio, el equipo de investigadores estudió muestras de tejido neocortical intacto tomadas de 45 pacientes sometidos a neurocirugía para tratar la epilepsia o un tumor cerebral en la Charité, el hospital Evangelisches Klinikum Bethel (EvKB) o el Centro Médico Universitario Hamburg-Eppendorf (UKE). Los investigadores simularon en el tejido las fluctuaciones de voltaje típicas de las ondas cerebrales lentas durante el sueño profundo y luego midieron la respuesta de las células nerviosas. Para ello utilizaron micropipetas de vidrio colocadas con precisión nanométrica. Para "escuchar" las comunicaciones entre múltiples células nerviosas conectadas a través del tejido, utilizaron hasta diez "palpadores de pipeta" a la vez, un número extra grande para este método, que se conoce como técnica multiparche.
La sincronización perfecta contribuye a la formación de la memoria
El equipo de investigadores descubrió que las conexiones sinápticas entre neuronas del neocórtex se potencian al máximo en un momento muy concreto de las fluctuaciones de voltaje. "Las sinapsis funcionan con mayor eficacia inmediatamente después de que el voltaje suba de bajo a alto", explica Franz Xaver Mittermaier, investigador del Instituto de Neurofisiología de Charité y primer autor del estudio. "Durante esa breve ventana de tiempo, se puede pensar que el córtex se ha colocado en un estado de preparación elevado. Si el cerebro reproduce un recuerdo exactamente en ese momento, se transfiere a la memoria a largo plazo con especial eficacia. Así pues, el sueño de ondas lentas evidentemente favorece la formación de la memoria haciendo que el neocórtex sea especialmente receptivo durante muchos periodos cortos de tiempo".
Estos conocimientos podrían utilizarse para mejorar la memoria, por ejemplo en el deterioro cognitivo leve de las personas mayores. Grupos de investigación de todo el mundo trabajan en métodos para utilizar impulsos eléctricos sutiles -electroestimulación transcraneal- o señales acústicas para influir en las ondas lentas durante el sueño. "Ahora mismo, sin embargo, estos enfoques de estimulación se están optimizando mediante ensayo y error, lo cual es un proceso laborioso y que requiere mucho tiempo", afirma Geiger. "Nuestros hallazgos sobre el momento perfecto podrían ayudar en este sentido. Ahora, por primera vez, permiten desarrollar métodos de estimulación específicos para potenciar la formación de la memoria."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Franz X. Mittermaier, Thilo Kalbhenn, Ran Xu, Julia Onken, Katharina Faust, Thomas Sauvigny, Ulrich W. Thomale, Angela M. Kaindl, Martin Holtkamp, Sabine Grosser, Pawel Fidzinski, Matthias Simon, Henrik Alle, Jörg R. P. Geiger; "Membrane potential states gate synaptic consolidation in human neocortical tissue"; Nature Communications, Volume 15, 2024-12-12
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