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Neurociencia

Vestigios del día

Estudio muestra las fases del sueño en que el cerebro almacena experiencias y recuerdos

Las memorias peregrinan por regiones del cerebro hasta convertirse en recuerdos o aprendizajes genuinos. Primero, las informaciones se alojan provisionalmente en el hipocampo, región cuyo nombre se debe a la semejanza con la forma de un caballo marino, emigrando después hacia la capa más externa, la corteza, en un proceso de consolidación que tiene lugar durante el sueño. El fenómeno de la propagación de la memoria es conocido desde la década de 1950, pero, por primera vez se ha logrado escudriñar las actividades del cerebro involucradas en ese proceso. Un artículo cuyo autor principal es el neurocientífico brasileño Sidarta Ribeiro, 36 años, director científico del Instituto Internacional de Neurociencias de Natal Edmond y Lily Safra (IINN-ELS), indica que la construcción de la memoria tiene lugar en una secuencia específica del ciclo del sueño: la fase de ondas lentas, en que se duerme profundamente, y en la subsiguiente fase REM (movimiento oculares rápidos, en la sigla en inglés), aquella en que la actividad onírica es intensa.

Sidarta analizó 28 ciclos de sueño de 15 ratones de laboratorio sometidos durante 20 minutos al contacto con objetos que nunca habían visto antes. Durante el experimento, el investigador  monitoreó la actividad de centenas de neuronas del hipocampo y de dos áreas de la corteza. En la fase de ondas lentas, se observó de forma más intensa una especie de eco de los patrones de impulsos eléctricos observados en los primeros contactos con los objetos. El fenómeno de reverberación de la memoria corresponde a la activación de la red de neuronas que guarda la representación de aquella experiencia. Esa reverberación, muestra el estudio, dura horas en la corteza, pero es mucho más rápida en el hipocampo, en una evidencia electrofisiológica de la peregrinación de la memoria dentro del cerebro. En tanto, durante la fase REM se registró un aumento en la corteza pero no en el hipocampo en la expresión  de los genes Arc y Zif-268, relacionados a la consolidación de la memoria. El estudio liderado por Sidarta sale publicado en la edición de noviembre de la revista Frontiers in Neuroscience. “La activación de los genes durante el sueño REM equivale a un orden para que la cortaza almacene aquella información que acabó de reverberar, consolidando la memoria. Con cada ciclo de sueño, la memoria va quedando más anclada en la corteza”, dice Sidarta. “Estamos demostrando por primera vez, las evidencias moleculares y electrofisiológicas de cómo fases específicas del sueño participan del proceso de emigración de memoria.”

El interés de Sidarta Ribeiro en el papel del sueño en la consolidación de la memoria surgió de manera accidental. En 1995, el biólogo graduado en la Universidad de Brasilia y máster en biofísica por la Universidad Federal de Río de Janeiro llegó a Nueva York para hacer su doctorado en neurobiología cognitiva molecular en la Universidad Rockefeller. Enfrentó un choque cultural que no esperaba. “Yo estaba seis meses atrasado en relación a mi grupo y constaté que me faltaba una base teórica para acompañarlo. Decidí usar todo el tiempo que podía para quedarme en el laboratorio y actualizarme, pero tenía mucho sueño y terminaba yéndome a dormir a casa. Llegué a dormir 16 horas por día. Eso duró unos dos meses y ahí yo conseguí adaptarme, acompañar al grupo y seguir adelante”, recuerda. Instintivamente, concluyó que el sueño tuvo un papel en la difícil adaptación, pero, cuando fue a investigar el tema, descubrió que era poco estudiado. “Hay un libro de referencia, llamado Principios de la neurociencia, según el cual poco se sabía sobre la función cognitiva del sueño y de los sueños. Eso despertó mi curiosidad.”

En el período en que permaneció en Nueva York, de 1995 a 2000, Sidarta publicó una serie de artículos sobre la comunicación vocal de las aves, línea de investigación de su grupo, pero también invirtió simultáneamente en sus estudios sobre la consolidación de la memoria. En un artículo de portada publicado en 1999 por la revista Learning and Memory, Sidarta y sus colegas de la Universidad Rockefeller informaron el descubrimiento de la expresión de un gene durante el sueño REM vinculado a la consolidación de la memoria. En 2000, Sidarta decidió dirigir su carrera hacia el estudio del sueño al transladarse a la Universidad Duke, donde haría su posdoctorado, bajo la supervisión del brasileño Miguel Nicolelis, y perfeccionaría sus conocimientos en el uso de electrodos para monitorear de manera precisa y simultánea el funcionamiento de centenas de neuronas (gracias a esa tecnología, Miguel Nicolelis consiguió hacer que monos  moviesen un brazo mecánico solamente con los impulsos transmitidos por su cerebro).

Teoría – En 2004, en otro artículo de portada de la Learning and Memory, Sidarta formuló una teoría que explica por que el hipocampo es el albergue provisional de las memorias, mientras que a la corteza le cabe el papel de almacén definitivo. El fenómeno molecular y electrofisiológico que el sueño desencadena produce una reverberación de corto espacio de tiempo en el hipocampo, mientras la corteza continúa pasando por ondas de plasticidad neural. El artículo que publicado en la Frontiers in Neuroscience puso a prueba por primera vez esta teoría.

Hoy en día uno de los más reconocidos investigadores del mundo en su área, Sidarta Ribeiro también plantea una revisión de la visión excluyente que los científicos tienen del psicoanálisis (aunque conceptos como la simbología de los sueños aún aguarden la corroboración científica) al mostrar que tiene tienen sentido al menos dos ideas defendidas por las teorías freudiana y junguiana. Una de ellas es la evidencia de que los sueños casi siempre se relacionan a experiencias del día anterior. Otro punto es la recuperación durante los sueños solamente de los episodios más significativos del día. La reverberación del aprendizaje para la construcción de las memorias ayuda a explicar las dos cosas.

Hace dos años, Sidarta cambió Durham, en Carolina del Norte, que abriga la Universidad Duke, por Natal, en Río Grande del Norte, donde, bajo el liderazgo de Miguel Nicolelis, fue creado el IINN-ELS. La idea del instituto es hacer ciencia de punta aliada a proyectos educativos y sociales con estudiantes carentes. Sidarta, que ayudó a concebir el proyecto, se convirtió director científico del instituto. “Conseguimos reunir condiciones para hacer investigación avanzada en Natal. En todos los aspectos, el trabajo da más placer que en Estados Unidos, pues la libertad es mayor”, afirma.

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