Cómo el sueño construye la memoria relacional

La memoria relacional es la capacidad de recordar asociaciones arbitrarias o indirectas entre objetos, personas o eventos, como nombres con rostros, dónde dejó las llaves del auto y si apagó la estufa después de cocinar pero antes de salir de casa.

Investigaciones anteriores han establecido que la memoria animal y humana se beneficia de un sueño suficiente y de calidad. En un nuevo estudio, publicado el 25 de mayo de 2022 en el Journal of Neuroscience, Maxim Bazhenov, Ph.D., profesor de medicina en la Facultad de medicina de la Universidad de California en San Diego, y Timothy Tadros, estudiante de posgrado en su laboratorio, describen la mecanismos subyacentes que fortalecen o crean nuevos recuerdos relacionales durante el sueño.

Los autores desarrollaron un modelo artificial de dos regiones del cerebro: la talámica (involucrada en el procesamiento sensorial anterior) y la cortical (involucrada en la memoria, el aprendizaje y la toma de decisiones). El modelo fue capaz de simular dos estados cerebrales principales: despierto cuando las neuronas están activas espontáneamente y optimizadas para procesar información sensorial y sueño profundo cuando se generan oscilaciones intrínsecas de actividad eléctrica, como ondas lentas.

Las propiedades del modelo de red podrían cambiarse para promover transiciones entre la actividad despierta y la dormida, similar a lo que hace el cerebro biológico todos los días.

En la región cortical, se permitió que las conexiones entre las neuronas se hicieran más fuertes o más débiles en función de su actividad, lo que se conoce como plasticidad sináptica, que refleja el principal mecanismo biológico conocido de cómo se forman o borran los recuerdos.

«Modelamos la corteza después del procesamiento visual, con una capa cortical que representa la corteza visual primaria y otra capa cortical que representa la corteza asociativa», dijo Tadros. «Cada vez que uno ve el mismo objeto, aproximadamente las mismas neuronas en la corteza visual estarían activas. Si una persona ve dos objetos en el mismo contexto, entonces estas asociaciones podrían aprenderse en la corteza asociativa al fortalecer las conexiones entre las neuronas que representan a cada uno». de los dos objetos».

Los científicos entrenaron la red en su modo de vigilia para aprender asociaciones directas, como A+B o B+C pero no A+C, luego descubrieron que en el modo de suspensión, el modelo formaba asociaciones indirectas: A+C.

«Esto sucedió porque durante el sueño, las neuronas que representan los tres elementos relacionados (A, B y C) se activaron espontáneamente en un orden temporal cercano, un fenómeno llamado repetición del sueño, que desencadenó la plasticidad sináptica y condujo a la formación de fuertes conexiones sinápticas entre todas estas neuronas. «, dijo Bazhenov. «Por lo tanto, después de dormir, activar cualquier grupo, como A, activó todos los demás grupos relacionados, como B y C».

Si bien es principalmente conceptual, los investigadores dijeron que el trabajo tiene implicaciones en el mundo real.

«Un impacto importante del estudio en el mundo real es informar los estudios futuros de enfermedades, como la esquizofrenia y el trastorno del espectro autista», dijo Bazhenov. «Los estudios han demostrado que las personas con estas afecciones se desempeñan peor en las tareas de memoria relacional y también tienen un sueño interrumpido, específicamente el sueño de ondas lentas.

«Nuestro estudio sugiere que centrarse en mejorar el sueño de ondas lentas para aliviar algunos de los síntomas cognitivos asociados con estas afecciones puede ser un camino más fructífero que centrarse exclusivamente en los síntomas cognitivos».

Los autores también señalaron que la función de la memoria y la calidad del sueño disminuyen con la edad, pero las tecnologías actuales o nuevas que aumentan las oscilaciones del sueño pueden ayudar a proteger y mejorar la función de la memoria en los adultos mayores.