Descubren en qué piensa nuestro cerebro mientras dormimos

Gracias a un sistema único que decodifica la actividad cerebral durante el sueño, un equipo de la Universidad de Ginebra está descifrando los mecanismos neuronales que usa el cerebro para consolidar los recuerdos mientras dormimos.

15/07/2021

En qué piensa nuestro cerebro mientras dormimos

Dormimos en promedio un tercio de nuestro tiempo. Pero, ¿qué hace el cerebro durante estas largas horas? Utilizando un enfoque de inteligencia artificial capaz de decodificar la actividad cerebral durante el sueño, los científicos de la Universidad de Ginebra (UNIGE), Suiza, pudieron vislumbrar lo que pensamos cuando estamos dormidos.

Al combinar la resonancia magnética funcional (fMRI) y la electroencefalografía (EEG), el equipo de Ginebra proporciona evidencia sin precedentes de que el trabajo de clasificar las miles de piezas de información procesadas durante el día tiene lugar durante el sueño profundo. De hecho, en este momento, el cerebro, que ya no recibe estímulos externos, puede evaluar todos estos recuerdos para retener solo los más útiles. Para ello, establece un diálogo interno entre sus diferentes regiones. Además, asociar una recompensa con una información específica estimula al cerebro a memorizarla a largo plazo. Estos resultados, que se publican en la revista Nature Communications, abren por primera vez una ventana sobre la mente humana durante el sueño.

Durante el sueño profundo, el cerebro reproduce eventos importantes del día anterior, y reactiva espontáneamente los recuerdos asociados a la recompensa

En ausencia de herramientas capaces de traducir la actividad cerebral, el contenido de nuestros pensamientos dormidos permanece inaccesible. Sin embargo, sabemos que el sueño juega un papel importante en la consolidación de la memoria y la gestión emocional: cuando dormimos, nuestro cerebro reactiva el rastro de memoria construido durante el día y nos ayuda a regular nuestras emociones. “Para saber qué regiones del cerebro se activan durante el sueño y descifrar cómo estas regiones nos permiten consolidar nuestra memoria, desarrollamos un decodificador capaz de descifrar la actividad del cerebro en el sueño profundo y a qué corresponde”, explica Virginie Sterpenich, investigadora del laboratorio de la profesora Sophie Schwartz en el Departamento de Neurociencias Básicas de la Facultad de Medicina de la UNIGE, y la investigadora principal de este estudio. “En particular, queríamos ver hasta qué punto las emociones positivas juegan un papel en este proceso”.

Durante el sueño profundo, el hipocampo, una estructura del lóbulo temporal que almacena rastros temporales de eventos recientes, envía a la corteza cerebral la información que ha almacenado durante el día. Se establece un diálogo que permite la consolidación de la memoria repitiendo los hechos del día y por tanto refuerza el vínculo entre neuronas.

Resonancia magnética, electroencefalografía e inteligencia artificial

Para llevar a cabo su experimento, los científicos colocaron a los voluntarios en una resonancia magnética a primera hora de la tarde y los hicieron jugar a dos videojuegos: un juego de reconocimiento facial similar a ‘¿Adivina quién?’ y un laberinto en 3D desde el que se debe encontrar la salida. Se eligieron estos juegos porque activan regiones cerebrales muy diferentes y, por lo tanto, son más fáciles de distinguir en las imágenes de resonancia magnética. Además, los juegos se manipularon sin el conocimiento de los voluntarios para que solo uno de los dos juegos pudiera ser ganado (la mitad de los voluntarios ganó uno y la otra mitad ganó el segundo), de modo que el cerebro asociaría el juego ganado con una emoción positiva.

Luego, los voluntarios durmieron en la resonancia magnética durante una o dos horas, la duración de un ciclo de sueño, y su actividad cerebral se registró nuevamente. “Combinamos EEG, que mide los estados de sueño, y la resonancia magnética funcional, que toma una fotografía de la actividad cerebral cada dos segundos y luego usa un decodificador neuronal para determinar si la actividad cerebral observada durante el período de juego reapareció espontáneamente durante el sueño”, explica Sophie Schwartz.

Incluso cuando está dormido, al cerebro le gustan las recompensas. Al comparar las imágenes de resonancia magnética de las fases de vigilia y sueño, los científicos observaron que, durante el sueño profundo, los patrones de activación del cerebro fueron muy similares a los registrados durante la fase de juego. “Y, muy claramente, el cerebro revivió el juego ganado y no el juego perdido por reactivar las regiones utilizadas durante la vigilia. Tan pronto como te vayas para dormir, la actividad cerebral cambia. Poco a poco, nuestros voluntarios empezaron a pensar en ambos juegos de nuevo, y luego casi exclusivamente en el juego que ganaron cuando se durmieron profundamente”, dice Virginie Sterpenich.

Dos días después, los voluntarios realizaron una prueba de memoria: reconociendo todas las caras en el juego, por un lado, y encontrar el punto de comienzo del laberinto, en el otro. Aquí de nuevo, más regiones del cerebro relacionados con el juego se activaban durante el sueño, mejor eran los actuaciones de memoria. Por tanto, la memoria asociada a la recompensa es mayor cuando se reactiva espontáneamente durante el sueño. Con este trabajo, el equipo de Ginebra abre una nueva perspectiva en el estudio de los cerebros durmientes y el increíble trabajo que hace cada noche.

Fuente: Universidad de Ginebra

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