Una investigación pionera dirigida por los científicos Kamran Diba, de la Universidad de Michigan, y Caleb Kemere, de la Universidad Rice, ha revelado una extraordinaria capacidad del cerebro durante el sueño: la predicción de acontecimientos futuros.
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Los investigadores entrenaron a ratas para que corrieran por una pista elevada, observando la actividad de las neuronas del hipocampo mientras los animales recorrían el laberinto. El estudio, publicado en Nature, demostró que las neuronas del hipocampo de las ratas son capaces de ajustar sus representaciones espaciales y predecir acontecimientos futuros mientras duermen.
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Memoria espacial durante el sueño
La investigación reveló la notable capacidad de las neuronas para estabilizar las representaciones espaciales durante el sueño. Unas neuronas concretas, conocidas como células de lugar, mostraron una activación pautada que reflejaba las trayectorias previas de las ratas en un laberinto. Este proceso, observado mediante ondulaciones de ondas agudas, desempeña un papel crucial en la consolidación de nuevos recuerdos.
Durante el sueño, las neuronas de la corteza visual, que normalmente responden a estímulos visuales específicos, mostraron una preferencia espacial, disparando en lugares específicos del laberinto. Esta observación sugiere que el cerebro revisita y refuerza los recuerdos asociados a estas experiencias espaciales durante el periodo de descanso.
Adaptación y aprendizaje de nuevas rutas
Además de estabilizar recuerdos pasados, los investigadores descubrieron que algunas neuronas ajustan sus representaciones espaciales para anticipar futuras navegaciones. Al entrenar a ratas para que corrieran por una pista elevada, los científicos observaron que los campos de localización de las neuronas se ajustaban para reflejar una nueva comprensión espacial.
Esta adaptación requiere un seguimiento detallado de la actividad neuronal durante el reposo. Mediante técnicas avanzadas de aprendizaje automático, los investigadores pudieron cartografiar la actividad de las neuronas y predecir dónde ‘soñaban’ estar las ratas. Este avance permitió comprender mejor cómo el cerebro procesa y almacena nueva información durante el sueño.
Además, los investigadores descubrieron que, mientras las ratas dormían, sus cerebros ajustaban las representaciones espaciales para anticipar la navegación por nuevas rutas en el futuro. Cuando las ratas fueron expuestas al mismo entorno por segunda vez, sus respuestas neuronales indicaron que el cerebro había aprendido algo nuevo durante el sueño. Esto sugiere que el cerebro ensaya posibles escenarios futuros mientras dormimos, ajustando sus redes neuronales para afrontar futuros retos.
Estos hallazgos ofrecen una visión revolucionaria del papel del descanso en el aprendizaje y la memoria. Durante el sueño, el cerebro no sólo revisa y consolida experiencias pasadas, sino que también se prepara para futuras interacciones con el entorno, demostrando una impresionante capacidad para predecir el futuro. El estudio abre nuevas posibilidades para comprender la complejidad de la neuroplasticidad y el poder del sueño en el desarrollo cognitivo.
