Se observó que las conexiones entre las células cerebrales se fortalecían durante la vigilia y se debilitaban durante el sueño, especialmente durante la primera mitad del sueño nocturno.
Un nuevo estudio realizado por científicos de la UCL revela que durante las primeras horas de sueño, el cerebro debilita las nuevas conexiones entre las neuronas que se formaron durante la vigilia. Esta investigación, publicada en Nature, sugiere que el sueño desempeña un papel crucial en la remodelación y preparación del cerebro para el aprendizaje futuro.
Los investigadores dicen que el estudio respalda la hipótesis de la homeostasis sináptica, una teoría clave sobre el propósito del sueño que propone que dormir actúa como un reinicio del cerebro.
Dormir actuaría como un "fuera de línea" de nuestro cerebro
El autor principal, el profesor Jason Rihel (Biología Celular y del Desarrollo de la UCL), dijo: "Cuando estamos despiertos, las conexiones entre las células cerebrales se vuelven más fuertes y más complejas. Si esta actividad continuara sin cesar, sería energéticamente insostenible. Demasiadas conexiones activas entre las células cerebrales podrían impedir que se establezcan nuevas conexiones al día siguiente.
"Si bien la función del sueño sigue siendo un misterio, puede estar sirviendo como un período 'fuera de línea' en el que esas conexiones pueden debilitarse en todo el cerebro, en preparación para que aprendamos cosas nuevas al día siguiente".
Desarrollo del estudio
Utilizando peces cebra ópticamente translúcidos, los investigadores pudieron observar directamente cómo las conexiones entre las células cerebrales se fortalecían durante la vigilia y se debilitaban durante el sueño
Los investigadores descubrieron que las células cerebrales obtienen más conexiones durante las horas de vigilia y luego las pierden durante el sueño. Descubrieron que esto dependía de cuánta presión de sueño (necesidad de dormir) había acumulado el animal antes de que se le permitiera descansar; Si los científicos privaban al pez de dormir durante unas horas más, las conexiones seguían aumentando hasta que el animal podía dormir.
El profesor Rihel añadió: "Si los patrones que observamos son ciertos en humanos, nuestros hallazgos sugieren que esta remodelación de las sinapsis podría ser menos efectiva durante una siesta al mediodía, cuando la presión del sueño aún es baja, que durante la noche, cuando realmente necesitamos el sueño."
Los investigadores también descubrieron que estos reordenamientos de las conexiones entre las neuronas ocurrían principalmente en la primera mitad del sueño nocturno del animal. Esto refleja el patrón de actividad de ondas lentas, que es parte del ciclo de sueño que es más fuerte al comienzo de la noche.
¿Qué función cumple la segunda mitad del sueño nocturno?
Aunque los investigadores sugieren que el sueño podría servir para eliminar desechos cerebrales o reparar células dañadas en esta fase, aún se necesitan más investigaciones para comprender completamente todas las funciones del sueño a lo largo de la noche.
La primera autora, la Dra. Anya Suppermpool (UCL Cell & Developmental Biology y UCL Ear Institute) dijo: "Nuestros hallazgos añaden peso a la teoría de que el sueño sirve para amortiguar las conexiones dentro del cerebro, preparándolo para más aprendizaje y nuevas conexiones nuevamente al día siguiente. Pero nuestro estudio no nos dice nada sobre lo que sucede en la segunda mitad de la noche. Hay otras teorías sobre que el sueño es un momento para eliminar los desechos del cerebro o reparar las células dañadas; tal vez otras funciones se activen en la segunda mitad de la noche. media noche."
Estos hallazgos no solo arrojan luz sobre la importancia del sueño en la plasticidad cerebral, sino que también plantean nuevas preguntas sobre cómo el sueño afecta el funcionamiento diario del cerebro y cómo podemos optimizar nuestros patrones de sueño para mejorar el aprendizaje y la memoria.
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