Investigadores han demostrado cómo se fortalece la memoria motora durante el sueño

Cuando Steve Curry, de los Golden State Warriors, lanza un tiro libre, su cerebro depende de la memoria motora. Ahora, investigadores de la Universidad de California en San Francisco (UCSF) han demostrado cómo este tipo de memoria se consolida durante el sueño, cuando el cerebro procesa el aprendizaje diario para realizar el acto físico de hacer algo de forma inconsciente.

El estudio fue publicado el 14 de diciembre de 2022, en el naturaleza, explica que el cerebro hace esto revisando los ensayos y errores de un procedimiento en particular. En una analogía, esto significa clasificar todos los tiros libres que Curry ha lanzado alguna vez, eliminando la memoria de todas las acciones excepto aquellas que dieron en el blanco, o que el cerebro decidió que eran «suficientemente buenas». El resultado es la capacidad de lanzar tiros libres con un alto grado de precisión sin tener que pensar en los movimientos físicos involucrados.

Incluso los atletas de élite cometen errores, y eso es lo que hace que el juego sea tan interesante. La memoria del motor no se trata de un rendimiento perfecto. Se trata de errores esperados y éxitos esperados. Mientras los errores sean constantes de un día para otro, el cerebro dice: «Mantengamos esta memoria funcionando».

Karunesh Ganguly, MD, PhD, profesor de neurología y miembro del Instituto de Neurociencias Weill de la UCSF

Ganguly y su equipo descubrieron que el proceso de «bloqueo» implica algunas conexiones sorprendentemente complejas entre diferentes partes del cerebro y tiene lugar durante el sueño profundo y reparador conocido como sueño no REM.

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Dormir es importante porque nuestros cerebros conscientes tienden a enfocarse en las fallas, dijo Ganguly, quien previamente identificó ondas cerebrales relacionadas con el sueño que afectan la retención de habilidades.

“Durante el sueño, el cerebro es capaz de escanear todos los estados que se toman y presentar los patrones que fueron exitosos”, dijo.

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Alguna vez se pensó que aprender habilidades motoras solo requería la corteza motora. Pero en los últimos años ha surgido un panorama más complejo.

Para observar este proceso más de cerca, Ganguly puso a las ratas en una tarea para alcanzar los gránulos. A continuación, el equipo observó la actividad de sus cerebros en tres regiones durante el sueño NREM: el hipocampo, que es la región responsable de la memoria y la navegación, la corteza motora y la corteza prefrontal (PFC).

En el transcurso de 13 días, surgió un patrón.

Primero, en un proceso llamado «aprendizaje rápido», el PFC se coordinó con el hipocampo, lo que potencialmente permitió que el animal percibiera su movimiento en relación con el espacio que lo rodea y su posición en ese espacio. En este punto, el cerebro parecía estar explorando y comparando todas las acciones y patrones que se crearon mientras practicaba la tarea.

En segundo lugar, en un proceso llamado aprendizaje lento, el PFC parecía emitir juicios de valor, probablemente impulsados ​​por los centros de recompensa que se activaban cuando la tarea era exitosa. Se involucró en la diafonía con la corteza motora y el hipocampo, rechazando las señales relacionadas con los fracasos y activando las señales relacionadas con los éxitos.

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Finalmente, cuando la actividad eléctrica de las regiones se sincronizó, el papel del hipocampo disminuyó y los estados percibidos por el cerebro como gratificantes parecieron almacenarse en lo que llamamos «memoria motora».

Mientras los ratones estaban aprendiendo inicialmente la tarea, sus señales cerebrales eran ruidosas y desorganizadas. Con el tiempo, Ganguly pudo ver cómo se sincronizaban las señales, hasta que las ratas lo lograron aproximadamente el 70 por ciento de las veces. Después de este punto, el cerebro parecía ignorar los errores y preservar la memoria motora siempre que el nivel de éxito fuera estable. En otras palabras, el cerebro empieza a esperar cierto nivel de error y no actualiza la memoria motora.

Al igual que los jugadores de la NBA, los ratones han dominado una habilidad basada en un modelo mental de cómo funciona el mundo, que crean a partir de su experiencia física con la gravedad, el espacio y otras señales. Pero este tipo de aprendizaje motor no se transferirá fácilmente a una situación en la que las señales y el entorno físico sean diferentes.

«Si todo eso cambia, por ejemplo, si Steve Curry está en el universo Avatar, al principio podría no parecer tan hábil», dijo Ganguly.

La mejor manera de deshacerse del hábito.

¿Qué pasaría si Curry se lesionara un dedo y tuviera que aprender a tirar canastas de una manera un poco diferente? El estudio proporcionó una respuesta.

“Es posible ignorar una tarea, pero para hacerlo hay que estresar la situación hasta el punto de cometer errores”, dijo Ganguly.

Cuando los investigadores cambiaron ligeramente la tarea de compra de gránulos para los ratones, los ratones cometieron más errores y los investigadores observaron más ruido en la actividad cerebral de los ratones.

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El cambio fue lo suficientemente pequeño como para que las ratas no tuvieran que volver al comienzo de su aprendizaje, solo al ‘punto de ruptura’, y volver a aprender la tarea desde allí.

Pero debido a que la memoria motora se arraiga como un conjunto de movimientos que se suceden en el tiempo, dijo Ganguly, alterar la memoria motora en un movimiento complejo como un tiro libre de baloncesto puede requerir cambiar el movimiento utilizado para iniciar toda la secuencia.

Si Curry suele hacer rebotar una pelota de baloncesto dos veces antes de lanzarla, dijo Ganguly, «lo mejor sería volver a entrenar el cerebro haciéndola rebotar solo una o tres veces. De esa manera, comenzarás de cero».

Fuente:

Referencia de la revista:

Kim, J.; et al. (2022) Acoplamiento cortical e hipocampal durante la exploración de bifurcación de la corteza motora. naturaleza. doi.org/10.1038/s41586-022-05533-z.

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