Dormir o No Dormir: La Consolidación de Recuerdos y Emociones

Hace varios días ya que aprendimos parte de este tema en el Brain Feeling: Dormir, limpia el cerebro; en el Brain Feeling de hoy intentaré aprender más sobre lo que pasa en nuestro cerebro cuando estamos durmiendo, así como también en qué areas de él ocurren estas acciones.

Es ya conocida la importancia que el dormir tiene en nuestra vidas. Gastamos aproximadamente una tercera parte de ellas en su realización. Dormir, activa el cuerpo (y el cerebro) a llevar a cabo una recuperación metabólica. Hay nuevas investigaciones que se han centrado más en la activación que el dormir lleva a cabo en nuestros cerebros y en nuestro comportamiento.

El dormir está compuesto por diversos estadios. Dos de ellos, ondas lentas (o profundo) y el estadio REM; reflejan diferentes patrones de actividad cerebral y se han relacionado a diferentes procesos cognitivos.

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El sueño de onda lenta se caracteriza por una actividad sincronizada de las neuronas en el neo córtex; dónde se disparan entre 0.5 y 3 veces por segundo.

Brain+evolution

El neo córtex comprende la mayor parte del córtex cerebral del cerebro que juega un importante papel en:

  • La Memoria
  • El Pensamiento
  • El Lenguaje
  • La Consciencia

En contraste en la fase REM, donde la mayoría de nuestros sueños ocurren las neuronas se disparan mucho más rápido y se sincronizan a más altas frecuencias, entre 30 y 80 veces por segundo.

Los patrones de la actividad cerebral en la fase REM son parecidos a los que tenemos en nuestro estado de vigilia; por eso nos referimos al sueño REM como sueño “paradójico”.

Funciones Cognitivas

Hay fuertes evidencias que el sueño profundo se relaciona con la consolidación de la memoria y con la transmisión de información entre el hipocampo (que codifica las experiencias recientes) y el neo córtex; forjando de este modo conexiones a largo plazo entre ambos.

El sueño REM se ha relacionado con los procesos relacionados con la abstracción y la generalización de las experiencias, resultando en descubrimiento creativo y mejora en la resolución de problemas.

Aunque haya similaridades substancionas entre la vigilia y el sueño REM, diversos estudios han explorado las diferencias de la actividad cerebral entre esos dos estadios; por ejemplo: el córtex cingular, el hipocampo y la amígdala (ver el mapa del cerebro de Feel The Brain) son más activos en la fase REM que en la vigilia. Estas regiones son particularmente interesantes a los neurocientíficos cognitivos dado que se trata de las áreas relacionadas con la regulación emocional y la memoria emocional.

Sea como fuere, qué sub-regiones están activas en estas áreas fronterizas entre el cerebro córtico y límbico así como, qué función precisa de actividad en estas regiones durante el sueño REM están poco descritas.

Fijaos en esta imagen, que nos muestra qué es lo que pasa en nuestro cerebro con la privación del sueño:

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Son 5 zonas cerebrales que se ven ralentizadas o apagadas completamente:

  • Lóbulo Parietal:
    • Función: Matemática y lógica.
    • Efectos de la falta de sueño: Procesos de pensamiento más lentos y dificultad en la formación de conclusiones lógicas del cerebro.
  • Lóbulo Frontal: 
    • Función: Pensamiento Creativo.
    • Efectos de la falta de sueño: Falta de imaginación, originalidad, concentración y uso de clichés al hablar.
  • Córtex Prefrontal:
    • Función: Visión y Juicio.
    • Efectos de la falta de sueño: Visión borrosa y alucinaciones.
  • Lóbulo Temporal:
    • Función: Lenguaje.
    • Efectos de la falta de sueño: Discurso mal articulado.
  • Neocortex: 
    • Función: Aprendizaje y Memoria.
    • Efectos de la falta de sueño: Dificultad de aprender nuevas tareas y generar nuevas conexiones.

El Experimento: La Actividad Cortical en las Ratas

Este apartado es un poco técnico en el artículo original, no me gustaría que se os hiciese tedioso, ya que mi objetivo no es aprender a tan profundo nivel. Con lo que intentaré plasmarooslo a modo de pasos.

  • Materia: Estudio de la fisiología y funcionalidad del sueño REM.
  • Visión: gran paso adelante para la comprensión del efecto que tiene el sueño REM en nuestro cerebro y nuestro comportamiento.
  • El Experimento:
    • Grupo de Ratas a las que se les evita entrar en sueño REM durante 3 días: Grupo A
    • Grupo de Ratas a las que se les permite dormir plácidamente: Grupo B
    • Resultado:
      • El Grupo A demuestra una mejor expresión de los genes asociados a la plasticidad sináptica (cómo de rápido sus sinapsis se pueden adaptar en un entorno local) y que afecta a la transmisión neural en el hipocampo.
    • Conclusión: parece ser que la función del sueño REM tiene que ver con cómo se comunican las neuronas
    • Contraste de Resultados: Esto es consistente con la visión que el sueño REM permite a los sistemas de procesado de la memoria re equilibrarse, hecho que provoca respuestas más efectivas a las experiencias del día siguiente.

¿En qué lugar del Cerebro?

Un estudio siguiente determinó la localización precisa de dónde estos cambios ocurren en el cerebro. Había un incremento de la plasticidad en el neocortex en áreas como las regiones sensomotoras. En el hipocampo a la hora de consolidar nuevos recuerdos entre otras cosas.

El sueño REM también se asoció a una reducción de la neurotransmisión entre diversas regiones del neocortex; indicando de este modo que se debilitan las conexiones entre sinapsis, hecho que hace que seamos capaces de abstraernos, de tener mejor capacidad de aprender entre diferentes experiencias parecidas que focalizarnos en una concreta.

Se identificaron dos áreas:

El claustrum y el núcleo supramammillary eran los actores protagonistas del sueño REM. Estas areas integran emoción y memoria.

El claustrum es una capa muy muy fina de neuronas que se encuentran debajo del neocortex interior. Se encarga de relacionar muchas zonas del cerebro y de relacionar los sentidos. Todo ello junto la gestión de la atención y el procesamiento emocional.

El núcleo supramammillary, que está en el hipocampo, interconecta áreas del cerebro asociadas con el procesamiento emocional.

Conclusión

Todos estos trabajos convergen en la evidencia que el sueño REM modula la activación y el procesado sinaptico de las áreas del cerebro que procesan nuestras emociones. Se mantiene en línea con conocimientos anteriores que indicaban que ayuda a consolidar los recuerdos.

Aún queda una cosa pendiente, no se ha observado de momento el hecho de soñar con la neurouímica cerebral; el entender qué es lo que pasa en nuestro cerebro cuando soñamos podría ser la clave en el procesado de la emoción y la memoria.

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Buen Viernes!!

Artículo Original: “Where And What Is Happening In Your Brain When You Sleep?” en Fountia

Las “inas” de nuestro Cerebro

En varios Brain Feelings anteriores han aparecido términos como: cafeína, adenosina, seritonina, … En este Brain Feeling os propongo conocer algunas otras “inas” de nuestro cerebro y qué causan si las hallamos en nuestro organismo tanto en exceso como en defecto. He estado buscando, qué significa el sufijo –ina ya que es muy común en esta materia que estoy intentando aprender. He encontrado esta definición: -ina (lat. -īna, sufijo para formar sust. femeninos de origen verbal) [ingl. -in, -ine] Sufijo propio del lenguaje químico con el significado impreciso de ‘sustancia’. En inglés ha habido intentos de distinguir en nomenclatura sistemática -in(restringido a sustancias neutras proteínicas) de -ine (restringido a alcaloides y sustancias básicas), con un éxito muy relativo; en cualquier caso, esa diferencia está neutralizada en español. Es típico de compuestos acuñados a partir del siglo XIX, como “toxina” y “pectina”; se siguió usando mucho en el siglo XX, con ejemplos como “adrenalina” y “penicilina”.

OBS.: En español, la Organización Mundial de la Salud utiliza DCI terminadas en “-ina” para todos los nombres de medicamento que en inglés terminan en -in o en -ine, a excepción de los acabados en -dipine, -nixin, -oxacin y -platin, para los que recomienda la terminación en “-ino”.

Sufijo propio del lenguaje químico con el significado impreciso de ‘sustancia’. Pues para ser imprecisos estas ‘sustancias’ juegan un papel muy importante en nuestro cuerpo, comportamiento y cerebro:

 

Veámos qué hacen estas “inas” y qué cara hacen:

Ina En Exceso En Defecto
Acetilcolina (Lóbulo Temporal) Depresión Demencia (en especial si el defecto es en el hipocampo)
acet
Dopamina (Lóbulo Frontal) Esquizo- frenia Algunos tipos de depresión, rigidez muscular, algunos temblores asociados al Parkinson.
 dopamina
Serotonina (Lóbulo Frontal) No se detalla Depresión y algunos transtornos de la ansiedad como los que tienen relación con el TOC (Transtorno obsesivo-compulsivo)
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Norepinefrina (Lóbulo Temporal) Esquizo- frenia Depresión
 norepinefrina
Adrenalina (Cerebelo) Ansiedad y transtornos relacionados No se detalla
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Epinefrina (Médula Espinal) No se detalla Depresión
epinefrina
GABA (Lóbulo Frontal) No se detalla Ansiedad
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Fijaos que incluso en la ciencia, las cantidades justas nos proporcionan equilibrio.

Buen Martes!