Sueño, Aprendizaje y Memoria

Dr. Ennio A. Vivaldi

III Jornada Internacional.Estilos de aprendizaje: educación y neurociencias

Facultad de Medicina, Universidad de Chile6 y 7 de octubre de 2010

Sueño: un estado de marcada disminución en la motilidad y en la

respuesta a estímulos, que es reversible (a diferencia de coma o de hibernación), que es necesario para un buenfuncionamiento en vigilia y que es activamente inducidopor el cerebro.

¿Por qué dormimos?

Ensoñación: Sucesión de imágenes, ideas, emociones y sensaciones que ocurren involuntariamente durantealgunas etapas del sueño y que, mientras ocurren, el sujeto que las percibe las admite como verdaderas

¿Por qué soñamos?

Cómo entender el “porqué” de unaconducta(Por qué comemos, por qué nos da rabia , por qué huimos de miedo, por qué tiritamos de frío, por qué los canarios y los sapos cantan, por qué las madres protejen a sus crías, etc.)

I Mecanismo

Maquinaria causal: circuitos neuronales, neurotransmisores, hormonas, estímulos físicos que gatillan, guían, modulan o terminan la conducta

II Función

¿Para qué? Consecuencias de una conducta para aptitud biológica.

III Filogenia

Cómo aparece y se preserva una conducta a lo largo de la evolución. Las conductas son caracteres que se modifican por selección natural.

IV Ontogenia

Cuando aparece, cómo se desarrolla, cómo cambia la conducta a lo largo del ciclo vital. Aprendizaje. Componentes más rígidos o más plásticos.

¿Cómo funciona la evolución?

1 Los hijos se parecen más a sus padres que a los otros individuos

2 Espontáneamente se producen variaciones

3 Algunas variantes tienen mayor aptitud biológica que otras

4 Las variantes con mayor aptitud biológica tienen más posibilidades de sobrevivir y reproducirse

5 Vuelva al punto 1

ESTO TAMBIÉN ES VÁLIDO PARA LAS CONDUCTAS

Arquitectura del ciclo sueño-vigilia

Ontogenia

Rol del sueño REM en la maduración del sistema nervioso central. Energización queposibilita implementar circuitos neuromusculares genéticamente predeterminados

SIGMA

DELTA

Ondas delta y función restauradora del dormir:1. Rebote tras privación de sueño total

Ondas delta y función restauradora del dormir:2. Hipersomnio de la apnea obstructiva

Ondas delta y función restauradora del dormir:3. Uso crónico de BZD

TODO LO QUE PUEDA OCURRIR EN EL ORGANISMO VA NECESARIAMENTE A

OCURRIR EN DOS CONTEXTOS:

LA ORGANIZACIÓN TEMPORAL INTERNA CIRCADIANA

Y

EL ESTADO CONDUCTUAL

“accidentes”y

secuelasTratar de dormir

cuandocorresponderíaestar despierto;

tratar de estar vigil y lúcido cuandocorrespondería

estar durmiendo.

Componentes circadianos y homeostáticos en la regulación del sueño.

El sueño es una cuestión de hipotálamo y de Formación Reticular Resulta absurdo “mandar” a alguien a dormir o a estar despierto.

Contexto 2: Estado dependencia

NOREM REM

Potenciales de superficie y “sincronización”.

Modos de transmisión tálamo-cortical: neurona de relevo talámica

Canal de Ca++ voltaje dependiente: si cerca de umbral está inactivo; si hiperpolarizado se activa por estímulo excitatorio descargando salva, entrando más Ca++ hasta que se activa una corriente de K+ Ca-dependiente que la vuelve a hiperpolarizar. Interacción con neuronas GABAérgicas del N. reticular (organización topográfica) determina salvas sincronizadas propias del NOREM. En vigilia tono colinérgico mantiene en modo de transmisión (descargas únicas y desincronizadas) e inhibe N. reticular.

Actividad mental y sueño

Resonancia Nuclear Magnética: estudio funcional del cerebro

Localización funcional por imágenes de PET

Hemisferios izquierdo analítico y derecho holístico

Bases científicas del enamoramiento:

Respuesta galvánica de la piel ante imagen de pareja de la cual

está enamorado(a) vs. amiga(o).

Bases científicas del enamoramiento:

Activación y desactivación diferencial [enamorada(o) vs.

amiga(o)] de áreas específicas del cerebro.

Áreas que se activan y áreas que se desactivan durante el sueño REM

PET en REM:

↓ Cx estriatal↓ Lóbulos frontales

↑ Cx extraestriatal↑ S. límbico↑ Cíngulo anterior↑ Tegmento pontino

Braun et al. Brain, 1997Maquet et al. Nature, 1996Notzinger et al. Brain Res 1997

Neuronas hipocampales en REM y aprendizaje de laberintos

Repetición durante el sueño REM de la estructura temporal de la actividad que presentaban conjuntos neuronales en tareas de aprendizaje de laberintos en vigilia

Homeostasis local de ondas lentas y cambios plásticos por aprendizajes que involucran áreas específicas del cerebro.

Huber et al. Nature 2004

Sueño yMemoria

Sueño y aprendizaje en ratones

Sueño y aprendizaje en humanos

Protocolo de 14 días que permite 8, 6 o 4 horas por noche postergando conciliación.

Sueño de ondas delta no se altera. Implicanciaspara su rol en calidad de vigilia.

Resultados de la Tarea de

vigilancia psicomotora tras

restricción de tiempo en

cama. (Expresada en fallas).

Dosis respuesta

Comparación con privación

prolongada continua

DSST: Tarea de

sustitución de

símbolos digitales

(aciertos)

Mide la memoria

de trabajo.

Debiera mejorar

con práctica

Incidencia de errores

médicos cometidos por

becados en esquemas

de turnos “tradicional” e

“intervenido”

ROL DEL SUEÑO REM EN LA FORMACIÓN DE MEMORIA EMOCIONAL EN HUMANOS (Wagner et al.)

Déficits en la capacidad de codificar nuevas memorias episódicas en humanos después de la privación de sueño. Efectos en corteza asociativa e hipocampo. (Seung-Schik Yoo et al, 2007).

Ciencia e Ideología

“El crecimiento de una gran empresa es simplemente una

cuestión de supervivencia del más apto… es simplemente el

resultado de una ley de la naturaleza y de una ley de Dios”

- Nelson Rockefeller

“Lo humano llega hasta donde llega el amor, no tiene más

límites que los que nosotros mismos le ponemos”

- Italo Calvino (“La jornada de un escrutador”)