Aprendizaje durante el sueño

En el año 2012, científicos han descubierto que nuestro cerebro dormido puede ser más activo de lo que pensábamos antes. Varios trabajos han efectivamente comprobado que el cerebro de una persona dormida puede aprender a tocar el piano en el sueño, a fortalecer emociones negativas e incluso a relacionar olores con sonidos. La idea general y el objetivo común a todos estos trabajos no son de saber si podemos aprender un nuevo idioma en la noche de manera inconsciente para ganar tiempo, sino de entender cuáles son los conceptos que el cerebro puede aprender en la noche.

 Lecciones de piano nocturnas

En junio del año pasado, un artículo muy serio publicado en la revista científica Nature demostró que existe una relación entre el escuchar melodías durante una somnolencia y la aptitud de uno a tocar un instrumento. Tomo el riesgo de decepcionarlos avisándoles de una vez que eso no significa que podemos aprender todos a tocar un instrumento en calidad de novatos: se supone que ya preexiste una noción musical, y aquella se afinará gracias a una escucha pasiva en un sueño ligero. Básicamente, voluntarios músicos diestros aprendieron a tocar canciones no tan fáciles de improvisar en una computadora, al estilo del videojuego popular “Guitar Hero”, con su mano izquierda. Para los que no conocen el juego, la computadora les dice cuando tocar una nota, y como. Luego tomaron una siesta de alrededor de una hora y media y cuando se detectaba que habían entrado en la fase del sueño en la cual se procesa la memoria, los científicos tocaron una de las dos canciones para que la escucharan dormidos. Cuando los voluntarios despertaron y volvieron a tocar las dos canciones, ¡habían mejorado mucho en la que habían escuchado!

Asociación entre olor y sonido

En la revista Nature Neuroscience, en agosto, se publicaron resultados de un experimento estudiando los efectos que tienen los olores sobre nuestro cerebro durante el sueño. Los científicos que realizaron el estudio intentaron asociar olores fuertes y que en el día provocarían reacciones diferentes con sonidos sencillos. A un olor placentero de champú  asociaron un tono particular y tocaron otro sonido para un olor de comida en descomposición (que aquí podría asustar a muchas personas estos días, si me permiten utilizar este ejemplo para enseñar que olores sí pueden provocar reacciones a veces violentas). Los olores y sonidos no despertaban a los sujetos del experimento, pero después de una noche completa de asociaciones pasivas en el sueño, ellos reaccionaron a los tonos como si estuvieran en presencia del olor: dejaban de respirar con el tono asociado a la comida podrida y tomaban inspiraciones más profundas con el tono del champú… En solamente cuatro exposiciones en una noche a esas asociaciones, ya estaban “entrenados” a reaccionar, como si hubieran aprendido el significado de los sonidos.

Borrar memorias dolorosas en el sueño

Durante el sueño, la mente está mucho menos conectada con el ambiente y algunos investigadores han intentado acceder a partes de la memoria que forman los traumas para luego borrarlos de manera inconsciente con medicamentos, ahorrando sesiones de terapia con un psicólogo o psiquiatra. Se ha efectivamente comprobado que el sueño puede tener el efecto no deseado de reavivar memorias traumáticas: el sueño es efectivamente responsable de anclar traumas en la memoria de los humanos. Por lo tanto, un equipo de científicos intentó inyectar un nuevo medicamento durante una reactivación de memoria traumática en la noche. Entrenaron ratones a entender que un olor particular estaba relacionado con un golpe inmediatamente después; y si el olor les llegaba de manera inconsciente en el sueño, fortalecía la memoria de asociación olor-dolor durante varias horas después. Sin embargo, cuando el medicamento se inoculó al mismo tiempo que la reactivación de memoria traumática, el trauma desapareció. Es muy temprano para saber si funcionará en humanos, pero vale la pena probarlo.

Aunque todos estos resultados sean impresionantes y quizás puedan servir en medicina, psicología y hasta en educación, algunos expertos advierten que los procesos de inyección de información durante el sueño para generar una especie de aprendizaje podrían impedir otras funciones importantes de selección que realiza el cerebro durante el sueño. Eso podría llevar a confundirlo mucho en su trabajo normal, bastante bien ordenado.

Fabricando memorias de ratones

A finales de marzo, fueron publicados resultados muy importantes sobre la capacidad de control cerebral sobre ratones. Reactivando ciertas neuronas, investigadores produjeron memorias artificiales en las cabezas de los ratones. Esos resultados, publicados en las dos revistas científicas más famosas del mundo (en línea el 22 de marzo en la revista Nature y un día después en la revista Science), parecen ofrecer una comprensión más profunda de como el cerebro crea y usa memorias. Aunque la mayor parte del conocimiento que tenemos sobre como el cerebro puede recordar venga de estudios que buscan signos de memorias naturales dentro del cerebro, los dos nuevos trabajos reportan fabricación de memorias creadas artificialmente. Efectivamente, ambos crearon una memoria falsa de una situación de miedo en ratones, con efectos sobre el comportamiento de los ratones fácilmente observables.

Identificar donde se almacena la memoria

El primer trabajo relatado en Science, utiliza una molécula que, en contacto con una medicina particular, podría activar neuronas. Los investigadores modificaron los genes de los ratones para que sólo las neuronas activas durante la formación de una memoria particular fabricaran dicha molécula. De esa manera, esta molécula marca todas las células en el cerebro que constituyen una memoria y los científicos pueden entonces identificarlas cuando analizan el comportamiento de los ratones. Por ejemplo, se puede generar un tipo de acontecimiento particular que va a provocar la creación de una memoria en el cerebro de los ratones y luego, el conocimiento del lugar donde se almacenó permite reactivar aquellas células más tarde, dando la impresión de revivir el momento.

Y reactivarla artificialmente

En este caso, para comprobar que funcionaba el principio de identificar el lugar de almacenamiento y reactivar una memoria, los científicos del grupo del Dr. Mayford de la Universidad de California San Diego pusieron los ratones en dos tipos de cuartitos muy diferentes con marcadores bien determinados y trazaban la memoria de cada uno de ellos. El primero era cuadrado con paredes opacas y piso blancos y sin ningún olor particular en el cual jugaban los animales. Luego los metían en un espacio perfumado con las paredes de cuadros blancos y negros y un piso con rejilla en el cual sometían los ratones a choques. Después de un rato, cuando se formaba la memoria, ellos aprendieron a dejar de moverse en respuesta automática al estar en ese cuartito tan desagradable. En sus pruebas, los investigadores lograron reactivar la memoria del primer espacio blanco y más cómodo durante la sesión de choque y cambiar su comportamiento asociado a los choques. A pesar de no saber lo que sintieron los ratones, se pudo crear de alguna manera una forma de combinación de la memoria reactivada y del cuarto desagradable, formando una memoria híbrida, entre las dos experiencias.

El otro estudio, publicado en Nature y conducido por Susumu Tonegawa del Massachussets Institute of Technology, es muy parecido pero utilizó una técnica llamada optogenética, bastante rápida y eficiente para lograr el control de algunas neuronas a partir de cierta fuente de luz. En este caso, se usaron unas moléculas particulares que respondían a un tipo de luz para localizar y luego recrear una memoria de miedo vivido anteriormente en ratones. Un día después de una gran experiencia de miedo, y en un cuarto completamente diferente con otras características, los animales se congelaron cuando fueron expuestos a la luz que excitaba esas células del cerebro en las cuales estaba almacenado el miedo. De alguna manera, volvieron a vida de manera artificial esa memoria con un destello de luz. Minutos después, cuando la luz se apagaba, los ratones volvieron a comportarse normalmente.

Como dijo Tonegawa, esos resultados comprueban que "el comportamiento está en realidad basado en cambios muy específicos en el cerebro"; la estimulación de un pequeño número de neuronas conduce a una respuesta de conducta muy compleja. Pero según Mayford, los investigadores de su grupo se quedaron sorprendidos de que la memoria artificialmente llamada “no hizo un lío del animal, y que el ratón podría usarlo en absoluto" en una forma de conducta híbrida: el ratón no está ni totalmente aquí en el momento presente, ni totalmente perdido en su memoria. Y aunque se pueda aprender mucho de este tipo de investigaciones, la parte ética se tendrá que cuidar mucho a futuro, ya que uno puede imaginarse todas las consecuencias que podría tener. Además, como lo dicen los que condujeron esos estudios, ni se sabe bien lo que está experimentando el ratón cuando se active su memoria de manera artificial.

(Artículo adaptado de Making Mouse Memories de Laura Sanders, Science News)