Dormir y aprender

Múltiples hipótesis explican las posibles conexiones entre sueño y aprendizaje en humanos. Las investigaciones indican que el sueño hace más que permitir que el cerebro descanse; también puede ayudar a la consolidación de recuerdos a largo plazo.

El sueño REM y el sueño de ondas lentas desempeñan funciones diferentes en la consolidación de la memoria. REM está asociado con la consolidación de recuerdos no declarativos (implícitos). Un ejemplo de memoria no declarativa sería una tarea que podemos hacer sin pensar conscientemente en ella, como andar en bicicleta. El sueño de ondas lentas o no REM (NREM) está asociado con la consolidación de recuerdos declarativos (explícitos). Estos son hechos que deben recordarse conscientemente, como las fechas de una clase de historia.

Mayor aprendizaje

Los dichos populares pueden reflejar la noción de que los recuerdos remodelados producen nuevas asociaciones creativas por la mañana y que el rendimiento a menudo mejora después de un intervalo de tiempo que incluye el sueño. Los estudios actuales demuestran que un sueño saludable produce un aumento significativo del rendimiento dependiente del aprendizaje. La idea es que el sueño ayude al cerebro a editar su memoria, buscando patrones importantes y extrayendo reglas generales que podrían describirse como "la esencia", e integrándolas con la memoria existente. El 'escalamiento sináptico' La hipótesis sugiere que el sueño juega un papel importante en la regulación del aprendizaje que ha tenido lugar mientras se está despierto, permitiendo un almacenamiento más eficiente y efectivo en el cerebro, haciendo un mejor uso del espacio y la energía.

El sueño saludable debe incluir la secuencia y la proporción adecuadas de las fases NREM y REM, que desempeñan diferentes funciones en el proceso de consolidación y optimización de la memoria. Durante una noche normal de sueño, una persona alternará entre períodos de sueño NREM y REM. Cada ciclo tiene una duración aproximada de 90 minutos y contiene un período de sueño REM de 20 a 30 minutos. El sueño NREM consta de las etapas de sueño 1 a 4, y es donde se puede observar el movimiento. Una persona todavía puede mover su cuerpo cuando está en el sueño NREM. Si alguien que duerme se da la vuelta, se da vuelta o se da la vuelta, esto indica que está en el sueño NREM. El sueño REM se caracteriza por la falta de actividad muscular. Los estudios fisiológicos han demostrado que, aparte de la contracción ocasional, una persona en realidad se paraliza durante el sueño REM. En el aprendizaje de habilidades motoras, un intervalo de sueño puede ser crítico para la expresión de mejoras en el rendimiento; sin dormir estas ganancias se retrasarán.

Los recuerdos de procedimiento son una forma de memoria no declarativa, por lo que se beneficiarían más del sueño REM de ondas rápidas. En un estudio, se ha demostrado que las memorias procesales se benefician del sueño. Los sujetos fueron evaluados usando una tarea de tapping, donde usaron sus dedos para tocar una secuencia específica de números en un teclado, y sus actuaciones se midieron por precisión y velocidad. Esta tarea de golpeteo con los dedos se utilizó para simular el aprendizaje de una habilidad motora. El primer grupo fue evaluado, se volvió a evaluar 12 horas más tarde mientras estaba despierto y finalmente se probó otras 12 horas más tarde mientras dormía. Al otro grupo se le hizo la prueba, se volvió a hacer la prueba 12 horas después con un sueño intermedio y luego se volvió a hacer la prueba 12 horas más tarde mientras estaba despierto. Los resultados mostraron que en ambos grupos solo hubo una leve mejora después de una sesión de vigilia de 12 horas, pero un aumento significativo en el rendimiento después de que cada grupo durmió. Este estudio proporciona evidencia de que el sueño REM es un factor significativo en la consolidación de las memorias procedimentales de las habilidades motoras, por lo tanto, la privación del sueño puede afectar el rendimiento en una tarea de aprendizaje motor. Esta disminución de la memoria resulta específicamente de la pérdida de la etapa 2, el sueño REM.

También se ha demostrado que la memoria declarativa se beneficia del sueño, pero no de la misma forma que la memoria procedimental. Los recuerdos declarativos se benefician del sueño nREM de ondas lentas. Se realizó un estudio en el que los sujetos aprendieron pares de palabras y los resultados mostraron que el sueño no solo previene el deterioro de la memoria, sino que también fija activamente los recuerdos declarativos. Dos de los grupos aprendieron pares de palabras, luego se durmieron o permanecieron despiertos, y fueron evaluados nuevamente. Los otros dos grupos hicieron lo mismo, excepto que también aprendieron pares de interferencia justo antes de volver a realizar la prueba para tratar de interrumpir los pares de palabras aprendidos previamente. Los resultados mostraron que el sueño fue de algo de ayuda para retener las asociaciones de pares de palabras, mientras que frente al par de interferencia, el sueño ayudó significativamente.

Después de dormir, hay una mayor percepción. Esto se debe a que el sueño ayuda a las personas a volver a analizar sus recuerdos. Se ha descubierto que los mismos patrones de actividad cerebral que ocurren durante el aprendizaje ocurren nuevamente durante el sueño, solo que más rápido. Una forma en que el sueño fortalece los recuerdos es eliminando las conexiones menos exitosas entre las neuronas del cerebro. Esta eliminación es esencial para prevenir la hiperactividad. El cerebro compensa el fortalecimiento de algunas sinapsis (conexiones) entre las neuronas, debilitando otras. El proceso de debilitamiento ocurre principalmente durante el sueño. Este debilitamiento durante el sueño permite el fortalecimiento de otras conexiones mientras estamos despiertos. El aprendizaje es el proceso de fortalecer las conexiones, por lo que este proceso podría ser una explicación importante de los beneficios que tiene el sueño en la memoria.

La investigación ha demostrado que tomar una siesta por la tarde aumenta la capacidad de aprendizaje. Un estudio probó dos grupos de sujetos en una tarea de memoria no declarativa. Un grupo se involucró en el sueño REM y otro grupo no lo hizo (lo que significa que se involucraron en el sueño NREM). Los investigadores encontraron que los sujetos que solo participaban en el sueño NREM no mostraban mucha mejoría. Los sujetos que participaron en el sueño REM se desempeñaron significativamente mejor, lo que indica que el sueño REM facilitó la consolidación de los recuerdos no declarativos. Un estudio más reciente demostró que una tarea procedimental se aprendía y retenía mejor si se encontraba inmediatamente antes de irse a dormir, mientras que una tarea declarativa se aprendía mejor por la tarde.

Evidencia electrofisiológica en ratas

Un estudio de 2009 basado en registros electrofisiológicos de grandes conjuntos de células aisladas en la corteza prefrontal de ratas reveló que los conjuntos de células que se formaron durante el aprendizaje eran preferentemente más activos durante los episodios de sueño posteriores. Más específicamente, esos eventos de repetición fueron más prominentes durante el sueño de ondas lentas y fueron concomitantes con los eventos de reactivación del hipocampo. Este estudio ha demostrado que los patrones neuronales en grandes redes cerebrales se etiquetan durante el aprendizaje para que se reproduzcan y supuestamente se consoliden durante el sueño posterior. Ha habido otros estudios que han mostrado una reactivación similar del patrón de aprendizaje durante el aprendizaje de habilidades motoras y neuroprotésicas. En particular, la nueva evidencia muestra que la reactivación y el cambio de escala pueden ocurrir simultáneamente durante el sueño.

Dormir en relación con la escuela

El sueño se ha relacionado directamente con las calificaciones de los estudiantes. Uno de cada cuatro estudiantes de secundaria de EE. UU. admite quedarse dormido en clase al menos una vez a la semana. En consecuencia, los resultados han demostrado que a quienes duermen menos les va mal. En los Estados Unidos, la privación del sueño es común entre los estudiantes porque casi todas las escuelas comienzan temprano en la mañana y muchos de estos estudiantes eligen quedarse despiertos hasta altas horas de la noche o no pueden hacer otra cosa debido al síndrome de la fase de sueño retrasada. Como resultado, los estudiantes que deberían dormir entre 8,5 y 9,25 horas solo duermen 7 horas. Tal vez debido a esta falta de sueño, sus calificaciones son más bajas y su concentración se ve afectada.

Como resultado de los estudios que muestran los efectos de la privación del sueño en las calificaciones y los diferentes patrones de sueño de los adolescentes, una escuela en Nueva Zelanda cambió su hora de inicio a las 10:30 a. m. en 2006 para permitir que los estudiantes un horario que permitía dormir más. En 2009, Monkseaton High School, en North Tyneside, tenía 800 alumnos de 13 a 19 años que comenzaban las clases a las 10 a. m. en lugar de las 9 a. m. normales e informó que el ausentismo general se redujo en un 8 % y el ausentismo persistente en un 27 %. De manera similar, una escuela secundaria en Copenhague se comprometió a brindar al menos una clase por año para los estudiantes que comenzarán a las 10 a. m. o más tarde.

Los estudiantes universitarios representan uno de los segmentos más privados de sueño de nuestra población. Solo el 11% de los estudiantes universitarios estadounidenses duermen bien y el 40% de los estudiantes se siente bien descansado solo dos días a la semana. Alrededor del 73% ha experimentado al menos algunos problemas de sueño ocasionales. Se cree que este sueño deficiente tiene un impacto severo en su capacidad para aprender y recordar información porque el cerebro se ve privado del tiempo que necesita para consolidar la información que es esencial para el proceso de aprendizaje.