Cap i sueno

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----------------------------------------------------------------------------------------- Módulo VI– Neuropedagogía en acción//Curso 1: Factores que activan El cerebro para el aprendizaje . Profesor Luis Aguilar (i,ii,iii), Grace Espinoza (ii) , Enver Oruro (ii), Rey León (ii,iii) CAPITULO I BREVES CONSIDERACIONES SOBRE EL PAPEL DEL SUEÑO EN LA MEMORIA Y EL APRENDIZAJE

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  1. 1. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin//Curso 1: Factores que activan El cerebro para el aprendizaje . Profesor Luis Aguilar (i,ii,iii), Grace Espinoza(ii), Enver Oruro (ii), Rey Len (ii,iii) CAPITULO I BREVES CONSIDERACIONES SOBRE EL PAPEL DEL SUEO EN LA MEMORIA Y EL APRENDIZAJE
  2. 2. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 2DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA INDICE RESUMEN Pg.3 INTRODUCCIN Pg.4 1.1 Los marcapasos de nuestra vida interna Pg.6 1.2 Los procesos que tienen lugar mientras dormimos Pg.8 1.3 Todos dormimos pero no sabemos por qu lo hacemos Pg.10 1.4 Qu rol cumple el sueo en los procesos de aprendizaje y memoria Pg.11 1.5 La plasticidad sinptica y la consolidacin de huellas de memoria Durante el sueo Pg.13 1.6 Regulacin hormonal de la consolidacin de memorias durante el sueo Pg.19 1.7 Algunas consideraciones prcticas Pg.17 REFERENCIAS Pg.19
  3. 3. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 3DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA RESUMEN Presentamos una breve revisin sobre el rol del sueo sobre los procesos de memoria y aprendiza- je desde la perspectiva de las Neurociencias. Conside- ramos las generalidades de los ritmos biolgicos para configurar al ciclo sueo-vigilia dentro de los procesos fisiolgicos normales del ser humano. Luego, se describe las caractersticas esenciales de las fases del sueo, y se aborda, a travs de la teo- ra de la restauracin neuronal, el por qu dormimos. Se describen tambin la importancia de los procesos endocrinos que tienen lugar durante el sueo y su co- rrelacin con la plasticidad neurona, as como los pro- cesos de consolidacin y recuperacin de la memoria. Finalmente, se hace una revisin breve sobre estudios realizados en infantes, adolescentes y adultos, que muestran datos sobre las diferencias en las estrategias adaptativas del dormir. Palabras claves: neurociencia, sueo, aprendizaje, memoria, Neuroplasticidad, restauracin neuronal.
  4. 4. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 4DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA INTRODUCCIN Nuestras funciones biolgicas se intensifican y atenan en ciclos de periodicidad temporal que van alredeor de un dia (24 horas aproximadamente), denominado ciclos ultradianos (ciclos de menos de 24 horas), ciclos infradianos (ciclos de ms de 24 horas) y ciclos circadianos (ciclos de 24 horas aproximadamen- te). Esta situacin no refleja la simple respuesta pasiva del orga- nismo ante los cambios ciclos ambientales, por el contrario, son resultado de los ritmos endgenos, de una capacidad intrnseca para detectar y predecir los cambios temporales con el objetivo de optimizar la adaptacin. Al darse la rotacin de la tierra sobre su eje, la tierra pre- senta dos ambientes bien definidos: luz y oscuridad, y conside- rando el eje de rotacin el tiempo de duracin de ste ciclo puede variar a lo largo del ao. Como consecuencia de ste pro- ceso, los seres vivos han respondido a estas situaciones desarro- llando mecanismos adaptativos. Este sera el origen de los ritmos circadianos, y un ejemplo de ello sera el ciclo sueo-vigilia. Ms que un ritmo biolgico, el sueo era considerado, por algunos fisilogos, como la ausencia de actividad, por falta de estmulos ambientales. Actualmente, se conoce que el sueo es otro estado fisiolgico que implica, efectivamente, una dismi- nucin de la consciencia y una reduccin de la respuesta al medio ambiente, lo cual es reversible y que se acompaa de cambios mltiples [1]; adems, ste estado fisiolgico requiere de una integracin completa de la actividad cerebral y en el que se modifican muchos de los procesos fisiolgicos del organismo [2]. Todos los procesos fisiolgicos que tienen lugar durante el sueo van a depender de las fases de sueo por las que pasamos al dormir, esas fases se completan en ciclos repetitivos durante la noche. En las primeras fases del sueo abundan ondas cerebrales lentas y en la que los movimiento de los ojos no son rpidos ni coordinados, por lo que a esta etapa tambin se le conoce como NREM ( Not rapid eyes movement); y durante las ltimas fases del sueo, dormimos un sueo de ondas cerebrales rpidas, que se acompaan con movimientos y conjugados de ambos ojos o REM ( Rapid Eyes Movement) [3].
  5. 5. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 5DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA Al dormir todas las fases de sueo son esenciales para el ser humano y cada fase de sueo tiene una consecuencia fisiol- gica y morfologica sobre el sistema nervioso entre ellos el de restauracin neurologica. Estos procesos estn relacionados con la produccin y el almacenamiento de energa, por ello la gluco- sa desempea un papel fundamental. Durante el sueo NREM el consumo de glucosa disminuye y esta queda almacenada en forma de glucgeno. Entre tanto, las funciones del sueo REM es de mayor consumo de glucosa y est implicada en tareas ms complejas como el procesamiento de la informacin obtenida durante la vigilia [4]. En la ltimas dos dcadas, el inters cientficos de estudios sobre el sueo se ha centrado en responder la pregunta de por qu dormimos? Estudios recientes han intentado responder a esta pregunta. Estos han demostrado que tanto el sueo NREM como el sueo REM juegan un rol muy importante en la conso- lidacin de memorias y el aprendizaje. Especficamente el sueo NREM o sueo de ondas lentas iniciara este rol importante en el desarrollo y en el aprendizaje (29). Durante el sueo NREM se sucederan procesos homeostticos reflejados en cambios sinpti- cos, lo cual indicara de una necesidad de restauracin del fun- cionamiento del sistema nervioso a nivel celular. Asimismo, los cambios que se induciran a este nivel producirn cambios en el sueo de ondas lentas que podran beneficiar a las funciones neuronales. La cantidad de sueo NREM predice el perfecciona- miento en la ejecucin de tareas y la actividad de ondas lentas tiene un papel especfico en la plasticidad y en el aprendizaje; porque la funcin del sueo podra ser el mantenimiento y la reorganizacin de los circuitos neuronales ya existentes [5]. Considerando la necesidad de conocer la relacin existen- te entre el sueo y los procesos de aprendizaje y memoria, abordamos la presente revisin sobre tema, enfatizando la teora de restauracin del sueo y como tal su rol en los procesos celu- lares que subyacen al aprendizaje y la memoria, como mecanis- mo de almacenamiento y recuperacin de informacin.
  6. 6. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 6DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA 1. Los marcapasos de nuestra vida interna Ritmo biolgico es el concepto de tiempo biolgico atri- buido como fundamento a los mecanismos de adaptacin de los organismos a su entorno fsico y vital, as como la base de los mecanismos encargados de coordinar funciones orgnicas en el devenir temporal. Actualmente se acepta que, de la misma for- ma que existe un tiempo geofsico, existe tambin un tiempo biolgico que permite la coordinacin de los diversos procesos funcionales en un individuo. Los ritmos biolgicos son marcapa- sos endgenos que tienen origen al interior del organismo los cuales se sincronizan por mnimas seales del medio ambiente, particularmente, el ciclo diario de luz-oscuridad. Estos ritmos biolgicos tienen el carcter de ser cclicos, tanto el comportamiento como lo son tambin los diferentes procesos fisiolgicos y bioqumicos. Los ritmos circadianos (cir- ca= cerca, diez=dia) responden a cambios ambientales y se repi- ten cada 24 horas generados por la rotacin de la tierra sobre su propio eje. El ejemplo ms representativo de ste tipo de ritmo es el ciclo sueo-vigilia. Existen otros ritmos biol- gicos que tienen una frecuencia cclica muy alta, estos se denominan Ultradianos y son responsables de los procesos fisiolgicos, que ocurren en el or- ganismo desde 1 microsegundo hasta menos de 24 horas. Estos ritmos no son dependientes de estmu- los geofsicos. Existen tambin otro tipo de ritmos con una frecuencia cclica baja, que son dependien- tes de ciclos geofsicos, estos ritmos de suceden por un tiempo mayor a 24 horas, que pueden ser men- suales, anuales, estos se denominan Infradianos. Los mecanismos de estos relojes biolgicos pueden ras- trearse en nuestro genoma y estn presentes en cada una de las clulas de nuestro cuerpo. Sin embargo, estos osciladores celula- res estn sincronizados por un oscilador maestro, jerrquicamen te superior, ubicado en el sistema nervioso central, en los n- cleos supraquiasmtico (NSQ) del hipotlamo. Cada NSQ con- tiene alrededor de 10000 clulas, las cuales van a encargarse de generar y coordinar procesos fisiolgicos rtmicos como el ciclo sueo-vigilia, la secrecin de hormonas y la divisin celular [6].
  7. 7. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 7DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA Todas las neuronas del NSQ estn conectadas entre ellas a travs de seales qumicas en las que los neurotransmisores GABA (cido gamma-animobutrico) y el VIP (pptido intestinal vasoactivo), son los principales responsables para la formacin de un reloj funcional que trasmita toda esta informacin rtmica al resto del cuerpo [7, 47]. Pero, cada una de estas neuronas tiene, independientemente, la capacidad bsica para oscilar. La coordinacin entre el tiempo externo con el tiempo interno es una caracterstica fundamental para todos los sistemas biolgicos, ya que de esta sincronizacin va a depender la gene- racin de mecanismos especficos de prediccin para adaptarse exitosamente al ambiente [8,9]. De modo que, este marcapaso crea un da y una no- che dentro del organismo, a modo de espejo del mundo exte- rior [9,]. Esta es la razn de existencia de esta estructura tempo- ral est relacionada con el mantenimiento del equilibrio del me- dio interno en respuesta a variaciones ambientales, y es un me- canismo adaptativo. Cuando los animales cambian entre modos diurnos, nocturnos o estacionales de conductas, no estn meramente respondiendo a las condiciones externas de luz/ oscuridad. Por el contrario, responden a seales generadas por un marcapasos interno, sincronizado con los ciclos de rotacin de la tierra, que anticipa las transiciones entre el da y la noche y desencadena cambios fisiolgicos y conductuales acorde con ellas.
  8. 8. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 8DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA 2. Los procesos que tienen lugar mientras dormimos El sueo es considerado un estado fisiolgico, al igual que cualquier otro estado fisiolgico de un ser vivo, el cual tiene el carcter de ser irreversible, inconsciente y donde el cerebro res- ponde menos a los estmulos externos del ambiente [1, 10]. Du- rante el sueo no respondemos a los estmulos visuales y nuestro umbral de respuesta a estmulos auditivos aumenta; de tal forma que si escuchbamos en ruido de una habitacin a otra durante la vigilia, durante el sueo ste ruido tiende a ser ms fuerte para poder responder a l. El comportamiento de sueo podra confundirse fcil- mente con condiciones clnicas como el estado de coma o la anestesia, sin embargo es por completo diferente a estos. El sue- o se caracteriza por tener fases con patrones especficos de acti- vidad cerebral y otros cambios fisiolgicos. [10]. El sueo de ondas lentas o NREM est divido en cuatro etapas o estadios. Estas cuatro etapas muestran una actividad cerebral caracterstica, en la que el durmiente pasa de un estado de somnolencia hasta lograr el sueo profundo. A medida que la persona va entrando en las dos ltima etapas de ste tipo de sueo, el EEG muestra una actividad cerebral de baja frecuencia pero de gran amplitud (ver grfico). El sueo NREM y REM si- guen un patrn regular de sueo que se denomina ciclo, que consta de un periodo de sueo NREM seguido de sueo REM. Estos ciclos pueden repetirse entre 3 a 6 veces cada noche y estn separados por periodos breves de vigilia. Todo este ciclo del sueo de una noche se muestra en un grfico que se denomina hipno- grama (fig.1). Fig.1 Hipnograma
  9. 9. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 9DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA La estructura del sueo es cclica. Al sueo NREM le sigue el primer episodio de sueo REM a los 90 minutos aproxima- damente. Durante las primeras horas de la noche existe un ma- yor porcentaje de sueo de ondas lentas, y una recurrencia pe- ridica de la fase REM cada 90-100 minutos, siendo mayor esta fase en la segunda mitad de la noche. Para una persona adulta, el porcentaje de sueo NREM durante toda la noche representa entre el 75-80%, y el sueo REM el 25-20% [1,4,10]. En el beb y en el anciano, los criterios menciona- dos varan considerablemente. En el recin nacido y en el lactante, las fases de sueo se denominan: Sueo Tran- quilo (equivalente al sueo NREM en el adulto), sueo activo (equivalente a sueo REM) y sueo indetermina- do. En el beb el sueo activo representa ms del 50% de su tiempo total del sueo. En el anciano su sueo se vuelve polifsico, en el que disminuyen los porcentajes del NREM y REM [3,4]. La tcnica para abordar el estudio del sueo en el ser hu- mano se denomina Polisomnografa. Esta tcnica consiste en el registro simultneo y contino de diferentes variables fisiolgicas como: encefalograma, oculograma, miograma en los msculos submentionano, todos estos registros nos permiten identificar las fases de sueo mencionadas [4,10]. 3. Todos dormimos pero no sabemos por qu lo hacemos Durante el sueo se producen distintos cambios a nivel fisiolgico y bioqumico. Las funciones cardiovasculares y respira- torias tienden a disminuir progresivamente a lo largo del sueo, y se mantienen regulares y estables hasta el despertar. El sistema endocrino tambin est ligado estrechamente al ciclo vigilia-sueo. Cada hormona tiene un patrn de secrecin especfico, un modo de secrecin en forma de pico breve de du-
  10. 10. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 10DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA racin, variando de una a veinte en 24 horas, dependiendo de la hormona. Por ejemplo, la hormona de crecimiento se secreta en la primera hora de sueo, durante el NREM. Entre tanto, los picos mximos de secrecin de la prolactina se observa durante el sue- o REM y la hormona tiroidea se secreta al final del da; y la secrecin de las hormonas ACTH, de cortisol y adrenalina acon- tecen hacia el final del periodo de sueo, preparando al orga- nismo para la vigilia. Otros mecanismos de regulacin fisiolgica tienen lugar durante el sueo, como el de la temperatura. Durante el sueo REM, el hipotlamo no ejerce su funcin de termostato y ante modificaciones extremas de la temperatura del ambiente, calen- tamiento o enfriamiento pasivo, se produce un despertar o un pasaje a una fase de sueo lento. De tal manera que el fro impi- de el adormecimiento, aumenta los movimientos corporales y acorta la duracin del sueo a expensas del sueo ligero, mien- tras que el calor disminuye el porcentaje del sueo de ondas len- tas [4] El sueo es definido como un periodo rpidamente rever- sible de inmovilidad caracterizada por: un cambio en la neurofi- siologa del cerebro, una postura caracterstica, un aumento en el La hormona del crecimiento se secreta en la primera hora de sueo
  11. 11. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 11DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA umbral de respuesta a la estimulacin externa y regulacin ho- meosttica [1] El sueo es importante para el cerebro por tener una fun- cin incompatible con el procesamiento sensorial significativo en la vigilia. La regulacin local de la intensidad del sueo de ondas lentas seala que el sueo le sirve una funcin para el cerebro mismo [11]. 4. Qu rol cumple el sueo en los procesos de aprendizaje y memoria? Las evidencias sobre la relacin entre el sueo y el cerebro provienen de numerosos estudios los cuales sugieren que el sue- o beneficia y facilita el mantenimiento neural [15], la neurog- nesis [12], el aprendizaje y la memoria [11, 13]. Otros estudios consideran que el sueo participa en fun- ciones relacionadas con la plasticidad cerebral [14,15], es decir con la habilidad del cerebro para cambiar su estructura en res- puesta al ambiente, como cuando las memorias son reorganiza- das y reactivadas [16]. Muchas investigaciones se han encaminado a estudiar la memoria y aprendizaje, a travs de la relacin entre la plastici- dad y el sueo [14]. Estos trabajos han sido realizado en humanos y ratas de laboratorio. Particularmente, esos trabajos soportan la idea de que el sueo acenta la ha- bilidad de uno para aprender y recordar [17]. Por ejem- plo, el sueo mejorara la habilidad para recordar el len- guaje hablado, las habilidades motoras y las informacio- nes de hechos. Cada una de estas investigaciones nos sugiere que los tipos diferentes de memoria pueden ser mejorados por tipos diferentes de sueo. Debemos tener presente que al estudiar los tipos de me- moria, existen dos grandes tipos de memoria, la memoria decla- rativa y la memoria no declarativa.
  12. 12. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 12DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA Ahora podemos entender que la memoria de la tarea de montar bicicleta puede ser mejorada por el sueo REM. En con- traste, las memoria complejas de recordar ideas abstractas y he- chos (memoria declarativa) parecen beneficiarse del sueo lento o NREM [19]. Parece ser que el sueo de ondas lentas es requerido para la consolidacin de informacin de memoria declarativa, mien- tras que la consolidacin de informacin no declarativa es ms consistente con el sueo REM. El sueo REM tambin puede tener un efecto beneficioso en la consolidacin de las habilidades cognitivas, mientras que la consolidacin de habilidades sensiti- vo-perceptuales parece confiar ms constantemente en una combinacin de sueo de ondas lentas y REM [20, 21]. La memoria episdica, un tipo de memoria declarativa, puede depender, segn las tareas utilizadas, del sueo de ondas lentas y REM, o de una combinacin ambos tipos de sueo [24]. Entre tanto, la memoria procedimental, un tipo de memoria no La memoria declarativa es aquella donde una informacin se ha aprendido de manera consciente, as mismo, la recuperacin es consciente e intencionada. Dentro de la memoria declarativa se consideran el tipo semntico (ejemplo; recordar informacin sobre el da de la independencia del Per o el ao de inicio de la Guerra del Pacfico) y el tipo episdico (ejemplo; recordar el da de nuestra graduacin de la universidad o la el da de nuestra boda o el fallecimiento de un ser querido). Por otro lado, tenemos la memoria no declarativa, es una forma de memoria inconsciente, no intencionada (ejemplo; la capacidad para usar el lenguaje y para llevar a cabo conductas motoras como montar en bicicleta o practicar un deporte) [18].
  13. 13. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 13DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA declarativa, dependera principalmente del sueo NREM [11, 22,25], con alguna implicacin del sueo REM [23]. Se ha demostrado que el sueo de ondas lentas beneficia principalmente la consolidacin de memorias declarativas de- pendientes en el hipocampo (hechos, episodios). En contraste, el sueo REM incrementara en particular memorias en contextos emocionales en funcin de la amgdala; as como tambin las memorias de procedimientos, no dependientes de la funcin del hipocampo o de la amgdala, sino del cerebelo. El aprender da a da es capaz de modificar la activacin funcional del sueo durante la noche subsiguiente. El aprendizaje motor dependiente del sueo es asociado con una reorganiza- cin plstica a gran escala de memoria a largo plazo de varias regiones del cerebro [26]. El sueo ha sido implicado en la codificacin y consolida- cin de memoria. Adems los tipos diferentes de sueo pueden ejecutar diferentes tipos de memoria. La consolidacin de me- moria se refiere a un proceso lento que convierte una huella de memoria todava lbil en una ms permanente, estableciendo notablemente conexiones entre los lbulos temporales mediales y las reas neorcorticales del cerebro [27]. 5. La plasticidad sinptica y la consolidacin de huellas de memoria durante el sueo Los efectos del sueo en el aprendizaje y la memoria es a menudo probada comparando el rendimiento en las tareas de memoria antes y despus a un periodo de deprivacin de sueo, y luego despus del sueo [28]. Los crticos sostienen que la de- privacin de sueo puede imponer otras limitaciones fisiolgicas, como el estrs, y esto puede deteriorar la memoria [29], hacien- do difcil la distincin entre la prdida de memoria a causa de la deprivacin de sueo y la prdida de memoria a causa del es- trs. Sin embargo, en base a estos estudios de deprivacin de sueo total y la consecuente muerte de los animales experimen- tales, se ha propuesto de que la funcin del sueo consiste en
  14. 14. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 14DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA restaurar al organismo del desgaste ocurrido durante la vigi- lia[30]. Por otro lado, los estudios realizados con humanos priva- dos de sueo durante 24 a 36 horas muestran un dficit mo- derado en la ejecucin de pruebas que evalan tareas cognitivas como memoria, atencin y aprendizaje; adems de una drstica disminucin en el tiempo de reaccin para realizar las tareas [21, 31]. Pero, este hecho es reversible, la eficiencia para realizar estas tareas se recupera con el hecho de dormir. Esto indica que la privacin de sueo afecta principalmente el sistema nervio- so[30]. Como sealamos una de las funciones del sueo es la de mantener una homeostasis a nivel del funcionamiento celular. Al respecto, Tononi & Cirrelli (2006), suponen que en la vigilia hay una actividad cerebral dada que permite la formacin de nuevas sinapsis por efecto de la estimulacin activa del ambien- te. La disminucin y sincronizacin de la actividad de la corteza cerebral que ocurre en el sueo durante el sueo NREM permiti- ra una reduccin en la cantidad de sinapsis, por lo que funcin de ste tipo de sueo sera la de compensar la homeostasis a ni- vel de las sinapsis [16]. Estudios recientes reportan la hiptesis de la etapa 2 del sueo NREM, en la que se producen los husos de sueo, las que estn ntimamente involucradas con la consolidacin de memoria procedimental motora simple. Adems indican que existe una correlacin entre la mejora global en las tareas moto- ras posteriores al aprendizaje, conjuntamente con un incremento Estudios realizados con humanos privados de sueo durante 24 a 36 horas muestran un dficit moderado en la ejecucin de pruebas que evalan tareas cognitivas como memoria, atencin y aprendizaje.
  15. 15. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 15DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA en la densidad de los husos del sueo y la duracin de la etapa 2 de sueo NREM posterior al aprendizaje de una tarea nueva [32]. Anteriormente, los husos de sueo fueron propuestos dentro de los mecanismos para la plasticidad sinptica [11] y se ha encontrado que aumentan despus de un aprendizaje decla- rativo nuevo [12, 33], y tambin se correlaciona con un rendi- miento para la memoria declarativa ante una tarea [34]. El huso de sueo es un mecanismo para la consolidacin de la memoria procedimental y la plasticidad sinptica en la corteza. Un fenmeno fisiolgico a nivel sinptico es la potencia- cin de largo plazo (LTP), trmino postulado en la dcada de 1970 como la base biolgica del aprendizaje y la memoria. Esto fue la primera demostracin experimental de que las conexiones neuronales son plsticas y pueden cambiar de intensidad. Esta demostracin fue realizada en rodajas de hipocampo de conejo, en que tras la estimulacin elctrica de alta frecuencia a las reas del hipocampo, observaron que se registraba una potenciacin a largo plazo, es decir que luego de haber cesado la estimulacin las neuronas siguen disparando por un periodo de largo tiempo ms [35]. La LTP cortical requiere de estimula- cin espaciada y repetida, y los husos de sueo le proveen la estimulacin necesaria a la corteza cerebral, en un patrn espacia- do y repetido. Recientemente han demos- trado que la estimulacin en forma del huso de sueo puede producir LTP en las clulas piramidales in vitro [36], y sera un indicio de que los husos de sueo estn ntimamente involucrados con la consoli- dacin de la memoria procedimental. De lo indicado, podemos suponer que el sueo es modu- lado por la vigilia y las actividades ocurridas en ella. As un nue- vo aprendizaje incrementar la amplitud de ondas lentas del NREM, y las estructuras que generan este incremento son aque- llas que se activan por la tarea aprendida durante la vigilia. En Dormir hace que el cerebro... ...procese la informacin obtenida en la vigilia.
  16. 16. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 16DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA este contexto, el dormir hace que, el cerebro procesa la informa- cin obtenida en la vigilia, tal vez para consolidarla o para cate- gorizarla. Esto acompaa adems, al fortalecimiento de las si- napsis existentes, la modificacin de las existentes e incluso la formacin de nuevas sinapsis. 6. Regulacin hormonal de la consolidacin de memorias durante el sueo Hemos indicado que el sueo est ntimamente involu- crado en la consolidacin de huellas de memoria previamente adquiridas. En ste proceso es necesaria la consideracin de otro sistema que participa activamente en los procesos de plasticidad sinptica. La actividad del eje- Hipotlamo-Hipofisiario- Adrenal (HPA) se encarga de la liberacin de cortisol, una hormona que durante el sueo de ondas lentas (NREM) suprime su liberacin al mnimo; mientras que drsticamente se incrementa durante la ltima hora del sueo (REM). Las etapas diferentes del sueo y la liberacin interactiva concomitante de glucocorticoides esta- ran involucradas en la consolidacin de diferentes tipos de me- morias [37,38]. Tal es as que, la inhibicin de la HPA durante el sueo de ondas lentas es importante para la consolidacin eficiente de memoria declarativa. Ya que el incremento de la liberacin de cortisol durante el sueo REM puede contrarrestar una consoli- dacin que llega ms all de las memorias emocionales [37, 47]. Finalmente, el resultado sera un cerebro ms despierto, ms apto para enfrentar las demandas del medio por la adecuada organizacin de sus conexiones neurales [5].
  17. 17. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 17DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA Wagner & Born ( 2008), proponen que la regulacin de la hormona del estrs (cortisol) influencia en la consolidacin de la memoria durante el sueo, primordialmente por una accin sobre la reactivacin de la memoria que ocurre en el hipocampo y la amigdala durante el sueo de ondas lentas y el REM, respec- tivamente. Durante el sueo de ondas lentas, las oscilaciones lentas permanentemente actan para sincronizar la reactivacin repeti- da de la representacin recin codificada en las redes del hipo- campo con la generacin de hipocampo, soportando cambios en las redes neocorticales que contribuyen al almacenamiento de la memoria a largo plazo [39]. 7. Algunas consideraciones prcticas Los neonatos duermen entre 16 a 18 horas, y los patrones de sueo son muy diferentes al de los adultos [40]. La emergen- cia de estados quietos y activos de sueo nos da indicacin anti- cipada de maduracin neural [41] y gastan ms de la mitad de su sueo total en sueo activo [42]. El sueo ptimo prepara al infante para aprender cuando despierto, y despus de que el aprendizaje ha ocurrido durante la vigilia, los procesos centrales de memoria siguen durante el sueo, y es capaz de aprender respuestas adaptables a retos fisiolgicos en el ambiente en el que duerme, y tiene implicaciones cruciales para la supervivencia del infante [43]. En adultos, durmiendo hasta 12 horas despus de que una experiencia educativa, inicia cambios duraderos en la representa- cin de memorias, pero si el sueo ocurre 24 horas ms tarde no dan como resultado un cambio permanente [44]. Esto sugiere de que la ventana de tiempo durante el cual el sueo tiene un im- pacto beneficioso en la memoria es mucho ms estrecha para infantes. Ellos necesitan tomar una siesta dentro de 4 horas de aprender a extraer y retener informacin acerca de una regulari- dad de torrente entrante de informacin. As los infantes pare- cen necesitar acudir a los periodos de sueo o descansar para codificar y consolidar regularidades en la corriente continua de informacin nueva que son expuestos cada da [45]. El sueo en
  18. 18. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 18DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA el infante contribuye al infante aprendiendo en las formas mlti- ples. Mientras que, en el adulto el aprendizaje para el sujeto que est dormido no es posible [46] Un estudio en adolescentes muestra una conexin entre la prdida de sueo y el rendimiento en la memoria de trabajo. Finalmente, Los estudios con humanos y animales, han provisto de evidencias donde el sueo juega un papel crtico en preparar al cerebro para el aprendizaje neural durante la vigilia, es decir el sueo es importante para incrementar la consolida- cin de memoria y est asociado a la plasticidad neural, y la memoria depende de la plasticidad del cerebro y depende de cambios estructurales o funcionales y neuronales en respuesta a los estmulos (como las experiencias). Conocer los procesos de fisiolgicos vitales que ocurren mientras dormimos cada noche es de vital importancia. En pri- mera instancia supondra cuestionar nuestros hbitos del dormir, tanto de los adultos como de los nios. Si hemos visto que el sueo es esencial para la restaura- cin, no solo de procesos fisiolgicos corporales, sino, princi- palmente de procesos a nivel neuronal que permiten la consoli- dacin de informacin adquirida en la vigilia previa, y que ade- ms supone el mantenimiento de las redes neurales para los si- guientes procesos de adquisicin de informacin, entonces nece- sitamos considerar si nuestros nios estn durmiendo el tiempo necesario para lograr un sueo de ondas lentas en la primera Los adolescentes tienen una cantidad insuficiente de sueo que se traduce en su habilidad para codificar, almacenar y recuperar informacin [48].
  19. 19. ----------------------------------------------------------------------------------------- Mdulo VI Neuropedagoga en accin// Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje PGINA 19DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGA hora de la noche. Si acaso el nio se acuesta tarde por las noche, el tiempo que duerma el sueo de ondas lentas ser menor que cuando el nio se acueste y duerma temprano. Como hemos indicado, tanto el sueo NREM o de ondas lentas y el REM favorecen los procesos de consolidacin de las memorias y facilitan la adquisicin de aprendizaje al da siguien- te. Por lo que, conocer qu tipo de sueo beneficia qu tipo de memoria es importante, principalmente para organizar los hbi- tos del dormir de los nios y adolescentes en edad escolar. REFERENCIAS 1. Velluti RA, Pedemonte M. El sistema auditivo en el ciclo sueo-vigilia.Rev Neurol 2005; 41: 280-6. 2. Bauzano-Poley E. El insomnia en la infancia. Rev Neurol 2003;36:381-390. 3. Purves et al. Neurociencia. Editorial Mdica Panamericana. 2007.. 4. Peraita A. MR. Por qu dormimos?. Captulo 17. Pag. 217. El ser humano. Biblioteca BenRosch de Divulgacin Cientfica y Tecnolgica. 5. Montes-Rodrguez C.J., Rueda-Orozco P.E, Urteaga-Uras E, Aguilar-Roblero R. y Prospero- Garca O. De la restauracin neuronal a la reorganizacin de los circuitos neuronales: una apro- ximacin a las funciones del sueo. REV NEUROL 2006; 43 (7): 409-415 El sueo es esencial para la restauracin, no solo de procesos fisiolgicos corporales, sino, principalmente de procesos a nivel neuronal que permiten la consolidacin de informacin adquirida en la vigilia previa.
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