Transcript
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
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
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 2 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
INDICE
RESUMEN Pág.3
INTRODUCCIÓN Pág.4
1.1 Los marcapasos de nuestra vida interna Pág.6
1.2 Los procesos que tienen lugar mientras dormimos Pág.8
1.3 Todos dormimos pero no sabemos por qué lo hacemos Pág.10
1.4 ¿Qué rol cumple el sueño en los procesos de aprendizaje
y memoria Pág.11
1.5 La plasticidad sináptica y la consolidación de huellas de memoria
Durante el sueño Pág.13
1.6 Regulación hormonal de la consolidación de memorias durante
el sueño Pág.19
1.7 Algunas consideraciones prácticas Pág.17
REFERENCIAS Pág.19
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 3 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
RESUMEN
Presentamos una breve revisión sobre el rol
del sueño sobre los procesos de memoria y aprendiza-
je desde la perspectiva de las Neurociencias. Conside-
ramos las generalidades de los ritmos biológicos para
configurar al ciclo sueño-vigilia dentro de los procesos
fisiológicos normales del ser humano.
Luego, se describe las características esenciales
de las fases del sueño, y se aborda, a través de la teo-
ría de la restauración neuronal, el por qué dormimos.
Se describen también la importancia de los procesos
endocrinos que tienen lugar durante el sueño y su co-
rrelación con la plasticidad neurona, así como los pro-
cesos de consolidación y recuperación de la memoria.
Finalmente, se hace una revisión breve sobre estudios
realizados en infantes, adolescentes y adultos, que
muestran datos sobre las diferencias en las estrategias
adaptativas del dormir.
Palabras claves: neurociencia, sueño, aprendizaje,
memoria, Neuroplasticidad, restauración neuronal.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 4 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
INTRODUCCIÓN
Nuestras funciones biológicas se intensifican y atenúan 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 más de 24
horas) y ciclos circadianos (ciclos de 24 horas aproximadamen-
te). Esta situación no refleja la simple respuesta pasiva del orga-
nismo ante los cambios ciclos ambientales, por el contrario, son
resultado de los ritmos endógenos, de una capacidad intrínseca
para detectar y predecir los cambios temporales con el objetivo
de optimizar la adaptación.
Al darse la rotación de la tierra sobre su eje, la tierra pre-
senta dos ambientes bien definidos: luz y oscuridad, y conside-
rando el eje de rotación el tiempo de duración de éste ciclo
puede variar a lo largo del año. Como consecuencia de éste pro-
ceso, los seres vivos han respondido a estas situaciones desarro-
llando mecanismos adaptativos. Este sería el origen de los ritmos
circadianos, y un ejemplo de ello sería el ciclo sueño-vigilia.
Más que un ritmo biológico, el sueño era considerado,
por algunos fisiólogos, como la ausencia de actividad, por falta
de estímulos ambientales. Actualmente, se conoce que el sueño
es otro estado fisiológico que implica, efectivamente, una dismi-
nución de la “consciencia” y una reducción de la respuesta al
medio ambiente, lo cual es reversible y que se acompaña de
cambios múltiples [1]; además, éste estado fisiológico requiere de
una integración completa de la actividad cerebral y en el que se
modifican muchos de los procesos fisiológicos del organismo [2].
Todos los procesos fisiológicos que tienen lugar durante el
sueño van a depender de las fases de sueño por las que pasamos
al dormir, esas fases se completan en ciclos repetitivos durante la
noche. En las primeras fases del sueño abundan ondas cerebrales
lentas y en la que los movimiento de los ojos no son rápidos ni
coordinados, por lo que a esta etapa también se le conoce como
NREM ( Not rapid eyes movement); y durante las últimas fases
del sueño, dormimos un sueño de ondas cerebrales rápidas, que
se acompañan con movimientos y conjugados de ambos ojos o
REM ( Rapid Eyes Movement) [3].
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 5 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
Al dormir todas las fases de sueño son esenciales para el
ser humano y cada fase de sueño tiene una consecuencia fisioló-
gica y morfologica sobre el sistema nervioso entre ellos el de
restauración neurologica. Estos procesos están relacionados con
la producción y el almacenamiento de energía, por ello la gluco-
sa desempeña un papel fundamental. Durante el sueño NREM el
consumo de glucosa disminuye y esta queda almacenada en
forma de glucógeno. Entre tanto, las funciones del sueño REM es
de mayor consumo de glucosa y está implicada en tareas más
complejas como el procesamiento de la información obtenida
durante la vigilia [4].
En la últimas dos décadas, el interés científicos de estudios
sobre el sueño se ha centrado en responder la pregunta de ¿por
qué dormimos? Estudios recientes han intentado responder a
esta pregunta. Estos han demostrado que tanto el sueño NREM
como el sueño REM juegan un rol muy importante en la conso-
lidación de memorias y el aprendizaje. Específicamente el sueño
NREM o sueño de ondas lentas iniciaría este rol importante en el
desarrollo y en el aprendizaje (29). Durante el sueño NREM se
sucederían procesos homeostáticos reflejados en cambios sinápti-
cos, lo cual indicaría de una necesidad de restauración del fun-
cionamiento del sistema nervioso a nivel celular. Asimismo, los
cambios que se inducirían a este nivel producirán cambios en el
sueño de ondas lentas que podrían beneficiar a las funciones
neuronales. La cantidad de sueño NREM predice el perfecciona-
miento en la ejecución de tareas y la actividad de ondas lentas
tiene un papel específico en la plasticidad y en el aprendizaje;
porque la función del sueño podría ser el mantenimiento y la
reorganización de los circuitos neuronales ya existentes [5].
Considerando la necesidad de conocer la relación existen-
te entre el sueño y los procesos de aprendizaje y memoria,
abordamos la presente revisión sobre tema, enfatizando la teoría
de restauración del sueño y como tal su rol en los procesos celu-
lares que subyacen al aprendizaje y la memoria, como mecanis-
mo de almacenamiento y recuperación de información.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 6 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
1. Los marcapasos de nuestra vida interna
Ritmo biológico es el concepto de tiempo biológico atri-
buido como fundamento a los mecanismos de adaptación de los
organismos a su entorno físico y vital, así como la base de los
mecanismos encargados de coordinar funciones orgánicas en el
devenir temporal. Actualmente se acepta que, de la misma for-
ma que existe un tiempo geofísico, existe también un tiempo
biológico que permite la coordinación de los diversos procesos
funcionales en un individuo. Los ritmos biológicos son marcapa-
sos endógenos que tienen origen al interior del organismo los
cuales se sincronizan por mínimas señales del medio ambiente,
particularmente, el ciclo diario de luz-oscuridad.
Estos ritmos biológicos tienen el carácter de ser cíclicos,
tanto el comportamiento como lo son también los diferentes
procesos fisiológicos y bioquímicos. Los ritmos circadianos (cir-
ca= cerca, diez=dia) responden a cambios ambientales y se repi-
ten cada 24 horas generados por la rotación de la tierra sobre su
propio eje. El ejemplo más representativo de éste tipo de ritmo
es el ciclo sueño-vigilia. Existen otros ritmos bioló-
gicos que tienen una frecuencia cíclica muy alta,
estos se denominan Ultradianos y son responsables
de los procesos fisiológicos, que ocurren en el or-
ganismo desde 1 microsegundo hasta menos de 24
horas. Estos ritmos no son dependientes de estímu-
los geofísicos. Existen también otro tipo de ritmos
con una frecuencia cíclica baja, que son dependien-
tes de ciclos geofísicos, 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 biológicos pueden ras-
trearse en nuestro genoma y están presentes en cada una de las
células de nuestro cuerpo. Sin embargo, estos osciladores celula-
res están sincronizados por un oscilador maestro, jerárquicamen
te superior, ubicado en el sistema nervioso central, en los nú-
cleos supraquiasmático (NSQ) del hipotálamo. Cada NSQ con-
tiene alrededor de 10000 células, las cuales van a encargarse de
generar y coordinar procesos fisiológicos rítmicos como el ciclo
sueño-vigilia, la secreción de hormonas y la división celular [6].
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 7 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
Todas las neuronas del NSQ están conectadas entre ellas a
través de señales químicas en las que los neurotransmisores
GABA (ácido gamma-animobutírico) y el VIP (péptido intestinal
vasoactivo), son los principales responsables para la formación
de un reloj funcional que trasmita toda esta información rítmica
al resto del cuerpo [7, 47]. Pero, cada una de estas neuronas
tiene, independientemente, la capacidad básica para oscilar.
La coordinación entre el tiempo externo con el tiempo
interno es una característica fundamental para todos los sistemas
biológicos, ya que de esta sincronización va a depender la gene-
ración de mecanismos específicos de predicción para adaptarse
exitosamente al ambiente [8,9].
De modo que, este marcapaso crea un “día” y una “no-
che” dentro del organismo, a modo de espejo del mundo exte-
rior [9,]. Esta es la razón de existencia de esta estructura tempo-
ral está 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
están meramente respondiendo a
las condiciones externas de luz/
oscuridad. Por el contrario,
responden a señales generadas
por un marcapasos interno,
sincronizado con los ciclos de
rotación de la tierra, que anticipa
las transiciones entre el día y la
noche y desencadena cambios
fisiológicos y conductuales acorde
con ellas.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 8 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
2. Los procesos que tienen lugar mientras
dormimos
El sueño es considerado un estado fisiológico, al igual que
cualquier otro estado fisiológico de un ser vivo, el cual tiene el
carácter de ser irreversible, inconsciente y donde el cerebro res-
ponde menos a los estímulos externos del ambiente [1, 10]. Du-
rante el sueño no respondemos a los estímulos visuales y nuestro
umbral de respuesta a estímulos auditivos aumenta; de tal forma
que si escuchábamos en ruido de una habitación a otra durante
la vigilia, durante el sueño éste ruido tiende a ser más “fuerte”
para poder responder a él.
El comportamiento de sueño podría confundirse fácil-
mente con condiciones clínicas como el estado de coma o la
anestesia, sin embargo es por completo diferente a estos. El sue-
ño se caracteriza por tener fases con patrones específicos de acti-
vidad cerebral y otros cambios fisiológicos. [10].
El sueño de ondas lentas o NREM está divido en cuatro
etapas o estadios. Estas cuatro etapas muestran una actividad
cerebral característica, en la que el durmiente pasa de un estado
de somnolencia hasta lograr el sueño profundo. A medida que la
persona va entrando en las dos última etapas de éste tipo de
sueño, el EEG muestra una actividad cerebral de baja frecuencia
pero de gran amplitud (ver gráfico). El sueño NREM y REM si-
guen un patrón regular de sueño que se denomina ciclo, que
consta de un periodo de sueño NREM seguido de sueño REM.
Estos ciclos pueden repetirse entre
3 a 6 veces cada noche y están separados
por periodos breves de vigilia. Todo este
ciclo del sueño de una noche se muestra
en un gráfico que se denomina hipno-
grama (fig.1).
Fig.1 Hipnograma
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 9 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
La estructura del sueño es cíclica. Al sueño NREM le sigue
el primer episodio de sueño REM a los 90 minutos aproxima-
damente. Durante las primeras horas de la noche existe un ma-
yor porcentaje de sueño de ondas lentas, y una recurrencia pe-
riódica 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 sueño NREM durante toda la noche representa
entre el 75-80%, y el sueño REM el 25-20% [1,4,10].
En el bebé y en el anciano, los criterios menciona-
dos varían considerablemente. En el recién nacido y en el
lactante, las fases de sueño se denominan: Sueño Tran-
quilo (equivalente al sueño NREM en el adulto), sueño
activo (equivalente a sueño REM) y sueño indetermina-
do. En el bebé el sueño activo representa más del 50%
de su tiempo total del sueño. En el anciano su sueño se
vuelve polifásico, en el que disminuyen los porcentajes
del NREM y REM [3,4].
La técnica para abordar el estudio del sueño en el ser hu-
mano se denomina Polisomnografía. Esta técnica consiste en el
registro simultáneo y continúo de diferentes variables fisiológicas
como: encefalograma, oculograma, miograma en los músculos
submentionano, todos estos registros nos permiten identificar las
fases de sueño mencionadas [4,10].
3. Todos dormimos pero no sabemos por qué
lo hacemos
Durante el sueño se producen distintos cambios a nivel
fisiológico y bioquímico. Las funciones cardiovasculares y respira-
torias tienden a disminuir progresivamente a lo largo del sueño,
y se mantienen regulares y estables hasta el despertar.
El sistema endocrino también está ligado estrechamente al
ciclo vigilia-sueño. Cada hormona tiene un patrón de secreción
específico, un modo de secreción en forma de pico breve de du-
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 10 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
ración, 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 sueño, durante el NREM. Entre tanto, los picos
máximos de secreción de la prolactina se observa durante el sue-
ño REM y la hormona tiroidea se secreta al final del día; y la
secreción de las hormonas ACTH, de cortisol y adrenalina acon-
tecen hacia el final del periodo de sueño, preparando al orga-
nismo para la vigilia.
Otros mecanismos de regulación fisiológica tienen lugar
durante el sueño, como el de la temperatura. Durante el sueño
REM, el hipotálamo no ejerce su función 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 sueño lento. De tal manera que el frío impi-
de el adormecimiento, aumenta los movimientos corporales y
acorta la duración del sueño a expensas del sueño ligero, mien-
tras que el calor disminuye el porcentaje del sueño de ondas len-
tas [4]
El sueño es definido como un periodo rápidamente rever-
sible de inmovilidad caracterizada por: un cambio en la neurofi-
siología del cerebro, una postura característica, un aumento en el
La hormona del
crecimiento se
secreta en la
primera hora de
sueño
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 11 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
umbral de respuesta a la estimulación externa y regulación ho-
meostática [1]
El sueño es importante para el cerebro por tener una fun-
ción incompatible con el procesamiento sensorial significativo en
la vigilia. La regulación local de la intensidad del sueño de ondas
lentas señala que el sueño le sirve una función para el cerebro
mismo [11].
4. ¿Qué rol cumple el sueño en los procesos
de aprendizaje y memoria?
Las evidencias sobre la relación entre el sueño y el cerebro
provienen de numerosos estudios los cuales sugieren que el sue-
ño beneficia y facilita el mantenimiento neural [15], la neurogé-
nesis [12], el aprendizaje y la memoria [11, 13].
Otros estudios consideran que el sueño 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 través de la relación entre la plastici-
dad y el sueño [14]. Estos trabajos han sido realizado en
humanos y ratas de laboratorio. Particularmente, esos
trabajos soportan la idea de que el sueño acentúa la ha-
bilidad de uno para aprender y recordar [17]. Por ejem-
plo, el sueño mejoraría 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 sueño.
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.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 12 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
Ahora podemos entender que la memoria de la tarea de
montar bicicleta puede ser mejorada por el sueño REM. En con-
traste, las memoria complejas de recordar ideas abstractas y he-
chos (memoria declarativa) parecen beneficiarse del sueño lento
o NREM [19].
Parece ser que el sueño de ondas lentas es requerido para
la consolidación de información de memoria declarativa, mien-
tras que la consolidación de información no declarativa es más
consistente con el sueño REM. El sueño REM también puede
tener un efecto beneficioso en la consolidación de las habilidades
cognitivas, mientras que la consolidación de habilidades sensiti-
vo-perceptuales parece confiar más constantemente en una
combinación de sueño de ondas lentas y REM [20, 21].
La memoria episódica, un tipo de memoria declarativa,
puede depender, según las tareas utilizadas, del sueño de ondas
lentas y REM, o de una combinación ambos tipos de sueño [24].
Entre tanto, la memoria procedimental, un tipo de memoria no
La memoria declarativa es aquella
donde una información se ha
aprendido de manera consciente,
así mismo, la recuperación es
consciente e intencionada. Dentro
de la memoria declarativa se
consideran el tipo semántico
(ejemplo; recordar información
sobre el día de la independencia
del Perú o el año de inicio de la
Guerra del Pacífico) y el tipo
episódico (ejemplo; recordar el día
de nuestra graduación de la
universidad o la el día 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].
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 13 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
declarativa, dependería principalmente del sueño NREM [11,
22,25], con alguna implicación del sueño REM [23].
Se ha demostrado que el sueño de ondas lentas beneficia
principalmente la consolidación de memorias declarativas de-
pendientes en el hipocampo (hechos, episodios). En contraste, el
sueño REM incrementaría en particular memorias en contextos
emocionales en función de la amígdala; así como también las
memorias de procedimientos, no dependientes de la función del
hipocampo o de la amígdala, sino del cerebelo.
El aprender día a día es capaz de modificar la activación
funcional del sueño durante la noche subsiguiente. El aprendizaje
motor dependiente del sueño es asociado con una reorganiza-
ción plástica a gran escala de memoria a largo plazo de varias
regiones del cerebro [26].
El sueño ha sido implicado en la codificación y consolida-
ción de memoria. Además los tipos diferentes de sueño pueden
ejecutar diferentes tipos de memoria. La consolidación de me-
moria se refiere a un proceso lento que convierte una huella de
memoria todavía lábil en una más permanente, estableciendo
notablemente conexiones entre los lóbulos temporales mediales
y las áreas neorcorticales del cerebro [27].
5. La plasticidad sináptica y la consolidación
de huellas de memoria durante el sueño
Los efectos del sueño en el aprendizaje y la memoria es a
menudo probada comparando el rendimiento en las tareas de
memoria antes y después a un periodo de deprivación de sueño,
y luego después del sueño [28]. Los críticos sostienen que la de-
privación de sueño puede imponer otras limitaciones fisiológicas,
como el estrés, y esto puede deteriorar la memoria [29], hacien-
do difícil la distinción entre la pérdida de memoria a causa de la
deprivación de sueño y la pérdida de memoria a causa del es-
trés.
Sin embargo, en base a estos estudios de deprivación de
sueño total y la consecuente muerte de los animales experimen-
tales, se ha propuesto de que la función del sueño consiste en
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 14 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
“restaurar” al organismo del desgaste ocurrido durante la vigi-
lia[30].
Por otro lado, los estudios realizados con humanos priva-
dos de sueño durante 24 a 36 horas muestran un déficit mo-
derado en la ejecución de pruebas que evalúan tareas cognitivas
como memoria, atención y aprendizaje; además de una drástica
disminución en el tiempo de reacción 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
privación de sueño afecta principalmente el sistema nervio-
so[30].
Como señalamos una de las funciones del sueño 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 formación de
nuevas sinapsis por efecto de la estimulación activa del ambien-
te. La disminución y sincronización de la actividad de la corteza
cerebral que ocurre en el sueño durante el sueño NREM permiti-
ría una reducción en la cantidad de sinapsis, por lo que función
de éste tipo de sueño sería la de compensar la homeostasis a ni-
vel de las sinapsis [16].
Estudios recientes reportan la hipótesis de la etapa 2 del
sueño NREM, en la que se producen los “husos de sueño”, las
que están íntimamente involucradas con la consolidación de
memoria procedimental motora simple. Además indican que
existe una correlación entre la mejora global en las tareas moto-
ras posteriores al aprendizaje, conjuntamente con un incremento
Estudios realizados con
humanos privados de
sueño durante 24 a 36
horas muestran un déficit
moderado en la ejecución
de pruebas que evalúan
tareas cognitivas como
memoria, atención y
aprendizaje.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 15 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
en la densidad de los husos del sueño y la duración de la etapa 2
de sueño NREM posterior al aprendizaje de una tarea nueva
[32].
Anteriormente, los husos de sueño fueron propuestos
dentro de los mecanismos para la plasticidad sináptica [11] y se
ha encontrado que aumentan después de un aprendizaje decla-
rativo nuevo [12, 33], y también se correlaciona con un rendi-
miento para la memoria declarativa ante una tarea [34]. El huso
de sueño es un mecanismo para la consolidación de la memoria
procedimental y la plasticidad sináptica en la corteza.
Un fenómeno fisiológico a nivel sináptico es la potencia-
ción de largo plazo (LTP), término postulado en la década de
1970 como la base biológica del aprendizaje y la memoria. Esto
fue la primera demostración experimental de que las conexiones
neuronales son plásticas y pueden cambiar de intensidad. Esta
demostración fue realizada en rodajas de hipocampo de conejo,
en que tras la estimulación eléctrica de alta frecuencia a las áreas
del hipocampo, observaron que se registraba una potenciación a
largo plazo, es decir que luego de haber cesado la estimulación
las neuronas siguen disparando por un periodo de largo tiempo
más [35].
La LTP cortical requiere de estimula-
ción espaciada y repetida, y los husos de
sueño le proveen la estimulación necesaria
a la corteza cerebral, en un patrón espacia-
do y repetido. Recientemente han demos-
trado que la estimulación en forma del
“huso de sueño” puede producir LTP en las
células piramidales in vitro [36], y sería un
indicio de que los husos de sueño están
íntimamente involucrados con la consoli-
dación de la memoria procedimental.
De lo indicado, podemos suponer que el sueño es modu-
lado por la vigilia y las actividades ocurridas en ella. Así un nue-
vo aprendizaje incrementará 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
información
obtenida en la
vigilia.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 16 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
este contexto, el dormir hace que, el cerebro procesa la informa-
ción obtenida en la vigilia, tal vez para consolidarla o para cate-
gorizarla. Esto acompaña además, al fortalecimiento de las si-
napsis existentes, la modificación de las existentes e incluso la
formación de nuevas sinapsis.
6. Regulación hormonal de la consolidación
de memorias durante el sueño
Hemos indicado que el sueño está íntimamente involu-
crado en la consolidación de huellas de memoria previamente
adquiridas. En éste proceso es necesaria la consideración de otro
sistema que participa activamente en los procesos de plasticidad
sináptica.
La actividad del eje- Hipotálamo-Hipofisiario- Adrenal
(HPA) se encarga de la liberación de cortisol, una hormona que
durante el sueño de ondas lentas (NREM) suprime su liberación
al mínimo; mientras que drásticamente se incrementa durante la
última hora del sueño (REM). Las etapas diferentes del sueño y
la liberación interactiva concomitante de glucocorticoides esta-
rían involucradas en la consolidación de diferentes tipos de me-
morias [37,38].
Tal es así que, la inhibición de la HPA durante el sueño de
ondas lentas es importante para la consolidación eficiente de
memoria declarativa. Ya que el incremento de la liberación de
cortisol durante el sueño REM puede contrarrestar una consoli-
dación que llega más allá de las memorias emocionales [37, 47].
Finalmente, el resultado sería un cerebro
más despierto, más apto para enfrentar
las demandas del medio por la adecuada
organización de sus conexiones neurales
[5].
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 17 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
Wagner & Born ( 2008), proponen que la regulación de
la hormona del estrés (cortisol) influencia en la consolidación de
la memoria durante el sueño, primordialmente por una acción
sobre la reactivación de la memoria que ocurre en el hipocampo
y la amigdala durante el sueño de ondas lentas y el REM, respec-
tivamente.
Durante el sueño de ondas lentas, las oscilaciones lentas
permanentemente actúan para sincronizar la reactivación repeti-
da de la representación recién codificada en las redes del hipo-
campo con la generación de hipocampo, soportando cambios en
las redes neocorticales que contribuyen al almacenamiento de la
memoria a largo plazo [39].
7. Algunas consideraciones prácticas
Los neonatos duermen entre 16 a 18 horas, y los patrones
de sueño son muy diferentes al de los adultos [40]. La emergen-
cia de estados quietos y activos de sueño nos da indicación anti-
cipada de maduración neural [41] y gastan más de la mitad de
su sueño total en sueño activo [42]. El sueño óptimo prepara al
infante para aprender cuando despierto, y después de que el
aprendizaje ha ocurrido durante la vigilia, los procesos centrales
de memoria siguen durante el sueño, y es capaz de aprender
respuestas adaptables a retos fisiológicos en el ambiente en el
que duerme, y tiene implicaciones cruciales para la supervivencia
del infante [43].
En adultos, durmiendo hasta 12 horas después de que una
experiencia educativa, inicia cambios duraderos en la representa-
ción de memorias, pero si el sueño ocurre 24 horas más tarde no
dan como resultado un cambio permanente [44]. Esto sugiere de
que la ventana de tiempo durante el cual el sueño tiene un im-
pacto beneficioso en la memoria es mucho más estrecha para
infantes. Ellos necesitan tomar una siesta dentro de 4 horas de
aprender a extraer y retener información acerca de una regulari-
dad de torrente entrante de información. Así los infantes pare-
cen necesitar acudir a los periodos de sueño o “descansar” para
codificar y consolidar regularidades en la corriente continua de
información nueva que son expuestos cada día [45]. El sueño en
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 18 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
el infante contribuye al infante aprendiendo en las formas múlti-
ples. Mientras que, en el adulto el aprendizaje para el sujeto que
está dormido no es posible [46]
Un estudio en adolescentes muestra una conexión entre la
pérdida de sueño y el rendimiento en la memoria de trabajo.
Finalmente, Los estudios con humanos y animales, han
provisto de evidencias donde el sueño juega un papel crítico en
preparar al cerebro para el aprendizaje neural durante la vigilia,
es decir el sueño es importante para incrementar la consolida-
ción de memoria y está 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 estímulos (como las experiencias).
Conocer los procesos de fisiológicos vitales que ocurren
mientras dormimos cada noche es de vital importancia. En pri-
mera instancia supondría cuestionar nuestros hábitos del dormir,
tanto de los adultos como de los niños.
Si hemos visto que el sueño es esencial para la restaura-
ción, no solo de procesos fisiológicos corporales, sino, princi-
palmente de procesos a nivel neuronal que permiten la consoli-
dación de información adquirida en la vigilia previa, y que ade-
más supone el mantenimiento de las redes neurales para los si-
guientes procesos de adquisición de información, entonces nece-
sitamos considerar si nuestros niños están durmiendo el tiempo
necesario para lograr un sueño de ondas lentas en la primera
Los adolescentes tienen
una cantidad
insuficiente de sueño
que se traduce en su
habilidad para
codificar, almacenar y
recuperar información
[48].
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 19 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
hora de la noche. Si acaso el niño se acuesta tarde por las noche,
el tiempo que duerma el sueño de ondas lentas será menor que
cuando el niño se acueste y duerma temprano.
Como hemos indicado, tanto el sueño NREM o de ondas
lentas y el REM favorecen los procesos de consolidación de las
memorias y facilitan la adquisición de aprendizaje al día siguien-
te. Por lo que, conocer qué tipo de sueño beneficia qué tipo de
memoria es importante, principalmente para organizar los hábi-
tos del dormir de los niños y adolescentes en edad escolar.
REFERENCIAS
1. Velluti RA, Pedemonte M. El sistema auditivo en el ciclo sueño-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 Médica Panamericana. 2007..
4. Peraita A. MR. ¿ Por qué dormimos?. Capítulo 17. Pag. 217. El ser humano. Biblioteca BenRosch
de Divulgación Científica y Tecnológica.
5. Montes-Rodríguez C.J., Rueda-Orozco P.E, Urteaga-Urías E, Aguilar-Roblero R. y Prospero-
García O. De la restauración neuronal a la reorganización de los circuitos neuronales: una apro-
ximación a las funciones del sueño. REV NEUROL 2006; 43 (7): 409-415
El sueño es esencial para la
restauración, no solo de
procesos fisiológicos
corporales, sino,
principalmente de procesos a
nivel neuronal que permiten la
consolidación de información
adquirida en la vigilia previa.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 20 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
6. Hastings MH & Herzog ED. Clock genes, oscillators, and celular networks in the suprachiasmat-
ic neclei. Journal of Biological Rhythms. 19; 400-413.
7. Shirakawa T, Honma S, Honma K. Multiple oscillators in the suprachiasmatic nucleus. Chrono-
biol Int. 2001 May;18(3):371-87.
8. Roenneberg, T., Daan, S. & Merrow, M. (2003). The art of entrainment. Journal of Biological
Rhythms, 18(3), 183-194.
9. Cardinali D. P. ¿ Qué son los ritmos biológicos y cómo nos afectan? Capítulo 13. Pag. 179. El ser
humano. Biblioteca BenRosch de Divulgación Científica y Tecnológica.
10. Torterolo P y Vanini G. Nuevos conceptos sobre la generación y el mantenimiento de la vigi-
lia. Rev Neurol 2010; 50 (12): 747-758
11. Huber, R., Ghilardi, M. F., Massimini, M. and Tononi, G. Local sleep and learning. Nature,
2004, 430: 78–81.
12. Guzman-Marin R. , Suntsova N, Methippara M, Greiffenstein R, Szymusiak R & McGinty D.
Sleep deprivation suppresses neurogenesis in the adult hippocampus of rats. European Journal
of Neuroscience. Volume 22, Issue 8, pages 2111–2116, October 2005
13. Ribeiro, S., Mello, C. V., Velho, T., Gardner, T., Jarvis, E. D. and Pavlides, C. Induction of hip-
pocampal long-term potentiation during waking leads to increased extrahippocampal zif-268
expression during ensuing rapid-eye-movement sleep. J. Neurosci., 2002, 22: 10914–10923.
14. Maquet, P., Smith, C. and Stickgold, R. Sleep and Brain Plasticity. Oxford University Press, Ox-
ford, 2003.
15. Tononi G, Cirelli C. 2006. Sleep function and synaptic homeostasis. Sleep Med Rev 10:49–62.
16. Hennevin E, Huetz C, Edeline JM. 2007. Neural representations during sleep: From sensory
processing to memory traces. Neurobiol Learn Mem 87:416–440
17. Eichenbaum, H. (2007). To sleep, perchance to integrate. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 104,
7317–7318.
18. Kolb y winshaw (2006). Neuropsicología Humana. Medica panamericana.
19. Born J, Rasch B, Gais S. 2006. Sleep to remember. Neuroscientist 12:410–424.
20. Gais, S., Albouy, G., Boly, M., Dang-Vu, T.T., Darsaud, A., Desseilles, M., Rauchs, G., Schabus,
M., Sterpenich, V., Vandewalle, G., Maquet, P., & Peigneux, P. (2007). Sleep transforms the
cerebral trace of declarative memories. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA,
104, 18778–18783.
21. Stickgold, R., Whidbee, D., Schirmer, B., Patel, V. and Hobson, J. A. Visual discrimination task
improvement: a multi-step process occurring during sleep. J. Cogn. Neurosci., 2000, 12: 246–
254.
22. Fogel, S., Jacob, J. and Smith, C. Increased Sleep Spindle Density Following Simple Motor Pro-
cedural Learning in Humans. Paper presented at: Congress Physiological Basis for Sleep Medi-
cine. Actas de Fisiología, Punta Del Este, Uruguay, 2001.
23. Fischer, S., Hallschmid, M., Elsner, A. L., & Born, J. (2002). Sleep forms memory for finger skills.
Proceedings of the National Academy of Sciences, U.S.A., 99, 11987–11991.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 21 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
24. Ge´ raldine Rauchs, Be´ atrice Desgranges, Jean Foret and Francis Eustache. The relationships
between memory systems and sleep stages., 2 J. Sleep Res. (2005) 14, 123–140
25. Robertson, E. M., Pascual-Leone, A. and Press, D. Z. Awareness modifies the skill-learning bene-
fits of sleep. Curr. Biol., 2004, 14: 208–212.
26. Walker Matthew P. Sleep-Dependent Memory Processing. Harv Rev Psychiatry September–
October 2008
27. McGaugh, J. L. Memory – a century of consolidation. Science, 2000, 287: 248–251
28. Vertes, R. P., & Siegel, J. M. (2005). Time for the sleep community to take a critical look at the
purported role of sleep in memory processing. Sleep, 28, 1228–1229; discussion 1230–1233.
29. Benington, J. H. and Frank, M. G. Cellular and molecular connections between sleep and syn-
aptic plasticity. Prog. Neurobiol., 2003, 69: 71–101.
30. Akerstedt T, Nilsson PM. Sleep as restitution: an introduction. J Intern Med 2003; 254: 6-12.
31. Chee MWL, Choo CW. Functional imaging of working memory after 24 hours of total sleep
deprivation. J Neurosci 2004; 24: 4560-7.
32. Fogel Stuart and Smith Carlyle . Learning-dependent changes in sleep spindles and stage 2
sleep. J. Sleep res. (2006) 15, 250–255
33. Gais, S., Mo¨ lle, M., Helms, K. and Born, J. Learning-dependent increases in sleep spindle den-
sity. J. Neurosci., 2002, 22: 6830–6834.
34. Schabus, M., Gruber, G., Parapatics, S., Sauter, C., Klosch, G., Anderer, P., Klimesch, W., Saletu,
B. and Zeitlhofer, J. Sleep spindles and their significance for declarative memory consolidation.
Sleep, 2004, 27: 1479–1485.
35. Kandel E. R. En busca de la memoria: el nacimiento de una nueva ciencia de la mente. Katz Ed-
itores, 2007.
36. Rosanova, M. and Ulrich, D. Pattern-specific associative long-term potentiation induced by a
sleep spindle-related spike train. J. Neurosci., 2005, 25, 9398–9405.
37. Wagner Ullrich & Born Jan. Memory consolidation during sleep: Interactive effects of sleep
stages and HPA regulation. Stress, January 2008; 11(1): 28–41.
38. Abercrombie HC, Kalin NH, Thurow ME, Rosenkranz MA, Davidson RJ. 2003. Cortisol varia-
tion in humans affects memory for emotionally laden and neutral information. Behav Neurosci
117:505–516.
39. Rasch Bjo¨rn and Born Jan. Reactivation and Consolidation of Memory During Sleep. 2008 As-
sociation for Psychological Science Volume 17—Number 3.
40. Gertner, S., Greenbaum, C.W., Sadeh, A., Dolfin, Z., Sirota, L., & Ben-Nun, Y. (2002). Sleep-
wake patterns in preterm infants and 6 month’s home environment: Implciations for early cog-
nitive development. Early Human Development, 68, 93–102.
41. Mirmiran, M., & Ariagno, R. L. (2003). Role of REM sleep in brain development and plasticity.
In P. Maquet, C. Smith, & R. Stickgold (Eds.), Sleep and brain plasticity (pp. 181–187). Oxford:
University Press.
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Módulo VI– Neuropedagogía en acción//
Curso 1: Factores que activan el cerebro para el aprendizaje
PÁGINA 22 DIPLOMADO EN NEUROPEDAGOGÍA
42. Anders, T., Sadeh, A., & Appareddy, V. (1995). Normal sleep in neonates and children. In R.
Ferber & M. H. Kryger, (Eds.), Principles and practice of sleep medicine in the child (pp. 7–18).
Philadelphia: Saunders.
43. Tarullo Amanda R, Balsam Peter D. and Fifer William P. Sleep and Infant Learning. Infant and
Child Development. Inf. Child. Dev. 20: 35–46 (2011).
44. Rasch B, Bu¨chel C, Gais S, Born J. 2007. Odor cues during slowwave sleep prompt declarative
memory consolidation. Science 315:1426–1429.
45. Hupbach Almut, Gomez Rebecca L., Bootzin Richard R and Nadel Lynn. Nap-dependent learn-
ing in infants. Developmental Science 12:6 (2009), pp 1007–1012.
46. Aarons, L. (1976). Sleep-assisted instruction. Psychological Bulletin, 83, 1–40.
47. Coveñas R, Aguilar L. (2010), Avances en neurociencia Neuropeptidos Investigacion Basica y
Clinica. Fondo editorial UPC. Lima Peru.
48. Gradisar M, Terrill G, Johnston A and Douglas P. Adolescent sleep and working memory per-
formance. Sleep and Biological Rhythms 2008; 6: 146–1
i Director científico CEREBRUM
ii Laboratorio de Neurociencias y Comportamiento FAMED UPCH
iii UNIFE
top related