El cerebro humano reproduce nuevos recuerdos a 20 veces la velocidad durante el descanso de vigilia

La reproducción neuronal durante el descanso de vigilia puede contribuir a la consolidación de la memoria de las secuencias de acción en los humanos, de acuerdo con un estudio publicado el 8 de junio en la revista Cell Informes. Los resultados de la imagen del cerebro revelaron la reactivación rápida y repetida de una red neuronal que representa una secuencia de comportamiento que las personas estaban aprendiendo, aproximadamente 20 veces la velocidad de la nueva memoria, especialmente mientras estaban tomando descansos de la práctica.

“Esta es la primera demostración de la repetición neuronal asiática de una habilidad recién aprendida provocada por la práctica en los humanos”, dice el autor del estudio principal Leonardo G. Cohen del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Trazo (Ninds), parte de los Institutos Nacionales de los EE. UU. Salud. “Este estudio también es el primero en mostrar que la repetición inaugural predice una rápida consolidación de habilidad, que es responsable del aprendizaje temprano”.

Al aprender una nueva habilidad, la consolidación de memoria y el rendimiento se mejoran cuando los períodos de descanso frecuentes se intercalan con bloques de práctica. Este fenómeno, conocido como efecto espacial, se ha demostrado en una variedad de tareas. La consolidación contenida ocurre en segundos o minutos y es aproximadamente cuatro veces mayor en magnitud que la consolidación durante la noche estudiada de manera clásica que requiere el sueño.

Pero no ha sido claro cómo el cerebro une a las representaciones de acción discretas en habilidades consolidadas, temporalmente precisas durante el descanso de despierto. Un posible mecanismo es la repetición neuronal, la reactivación comprimida temporalmente de los patrones de actividad neural que representan secuencias de comportamiento durante el descanso. “Es posible que la repetición de vigilia, a través de la recapitulación fuera de línea de la práctica previa, promueve la consolidación contenida de habilidad, un problema que no se ha investigado en humanos o modelos animales”, dice el primer autor de Ethan R. Buch de Ninds.

Para probar esta idea, los investigadores utilizaron una técnica de imagen cerebral llamada magnetoencefalografía (MEG). Treinta sujetos escribieron repetidamente “41324” en un teclado tan rápido y con la mayor precisión posible durante 36 ensayos de 10 segundos intercalados entre 10 segundos períodos de descanso. Los datos MEG mostraron que la repetición neuronal de la secuencia KeyPress ocurrió durante los períodos de descanso de vigilia.

La reproducción neuronal reclutó una red cerebral que incluye las regiones de hipocampo, sensorimotor y entornos. “La fuerte participación del hipocampo y la actividad medio-temporal en la repetición de una memoria motora procesal fue sorprendente, dado que a menudo se considera que este tipo de memoria se considera que no requiere contribuciones al hipocampo”, dice Buch. “Tomados juntos, nuestros datos indican que la repetición frecuente y de vigilia rápida refuerza el hipocampo y las asociaciones neocorticales aprendidas durante la práctica previa, un proceso relevante para mejorar el desempeño posterior y la consolidación contenida de la habilidad”.

Avanzando, los investigadores planean utilizar la estimulación cerebral no invasiva para probar si la repetición inalterna desempeña un papel causal en el aprendizaje de habilidades tempranas y para determinar si la rápida consolidación es compatible con otros tipos de memoria. “Al final, la comprensión de las características de la repetición inadecuada importante para el aprendizaje de habilidades podría llevar a la optimización de los horarios de la terapia o la identificación de mejores estrategias de estimulación cerebral destinadas a mejorar los resultados de rehabilitación después de lesiones cerebrales como la carrera”, dice Cohen.