Ruolo del sonno REM rispetto all'apprendimento non-REM

Una nuova ricerca valuta quale fase del sonno è più importante per l'apprendimento: REM o non REM. Nel nuovo studio i ricercatori hanno esaminato due meccanismi. Il sonno migliora l'apprendimento migliorando le capacità mentre le persone dormono o il beneficio del sonno deriva dal rafforzamento di quelle abilità nel cervello in modo che sia meno probabile che le dimentichino?

La risposta, secondo lo studio della Brown University sull'apprendimento visivo, è "tutto quanto sopra".

"Il sonno fa bene a molti processi del corpo e della mente, ma la controversia era come il sonno sia buono", ha detto l'autore corrispondente Yuka Sasaki, professore di scienze cognitive, linguistiche e psicologiche (ricerca) alla Brown.

“Il sonno non REM e il sonno REM danno contributi diversi o la fase del sonno non ha importanza? Pensiamo di avere una risposta, perché mostriamo chiaramente la differenza nei ruoli del sonno non REM e del sonno REM nell'apprendimento percettivo visivo ".

Nello studio, i giovani adulti sono stati addestrati a identificare una lettera e l'orientamento di una serie di linee su uno sfondo strutturato in due diversi compiti: uno prima del sonno e uno dopo il sonno. Tra i due compiti, i ricercatori hanno analizzato le onde cerebrali dei partecipanti mentre dormivano. Hanno anche misurato simultaneamente le concentrazioni di due diverse sostanze chimiche nel cervello: un neurotrasmettitore eccitatorio chiamato glutammato e un neurotrasmettitore inibitorio chiamato acido gamma-amminobutirrico.

Separatamente, i ricercatori hanno eseguito le stesse analisi su persone che non hanno partecipato ai compiti di apprendimento visivo.

Misurando il rapporto tra queste due sostanze chimiche nel cervello, chiamato equilibrio eccitazione / inibizione (E / I), gli scienziati possono raccogliere indizi sullo stato di una particolare area del cervello.

A volte, come quando un'area del cervello ha un alto equilibrio E / I, i neuroni stanno attivamente formando nuove connessioni, il che significa che l'area del cervello ha un alto grado di plasticità.

Al contrario, quando un'area del cervello ha un basso equilibrio E / I, si dice che sia in uno stato di stabilizzazione. Durante la stabilizzazione, le connessioni neurali meno importanti vengono eliminate, aumentando così l'efficienza e la resilienza delle connessioni che rimangono. Sia la plasticità che la stabilizzazione sono parte integrante del processo di apprendimento: la plasticità si traduce tipicamente in miglioramenti delle prestazioni e la stabilizzazione impedisce che il nuovo apprendimento venga sovrascritto o interferito con l'apprendimento futuro.

Questo nuovo studio, che appare in Nature Neuroscience, ha scoperto che la plasticità e la stabilizzazione si verificano durante le diverse fasi del sonno.

Durante il sonno non REM (NREM), le aree visive del cervello dei partecipanti mostravano un equilibrio E / I indicativo di una maggiore plasticità. Il modello è stato trovato anche tra i partecipanti che non hanno preso parte ai compiti di apprendimento visivo, il che significa che si verifica anche in assenza di apprendimento.

Tuttavia, la fase REM sembra essere necessaria affinché le persone raccolgano i benefici della maggiore plasticità che mostrano durante il sonno NREM. Durante il sonno REM, le concentrazioni chimiche nel cervello dei partecipanti indicavano che le loro aree visive erano state stabilizzate.

I ricercatori hanno scoperto che questo processo si verificava solo nei partecipanti che partecipavano ai compiti di apprendimento visivo, il che suggerisce che, contrariamente alla plasticità, la stabilizzazione durante il sonno si verifica solo in presenza di apprendimento.

I partecipanti che sono stati sottoposti solo al sonno NREM non hanno mostrato alcun miglioramento delle prestazioni, probabilmente perché il nuovo compito post-sonno ha interferito con il loro apprendimento del compito pre-sonno. Al contrario, coloro che sono stati sottoposti a sonno sia NREM che REM hanno mostrato miglioramenti significativi delle prestazioni sia per l'attività pre-sonno che per quella post-sonno.

"Spero che questo aiuti le persone a rendersi conto che sia il sonno non REM che il sonno REM sono importanti per l'apprendimento", ha detto Sasaki. “Quando le persone dormono la notte, ci sono molti cicli di sonno. Il sonno REM compare almeno tre, quattro, cinque volte e soprattutto nella parte successiva della notte. Vogliamo avere un sacco di sonno REM per aiutarci a ricordare in modo più robusto, quindi non dovremmo abbreviare il nostro sonno ".

Andando avanti, Sasaki e i suoi colleghi vorrebbero vedere se i loro risultati possono essere generalizzati ad altri tipi di apprendimento. Vorrebbero anche combinare questa ricerca con la loro ricerca passata sull'apprendimento percettivo visivo e sulla ricompensa.

"In precedenza, abbiamo dimostrato che la ricompensa migliora l'apprendimento visivo attraverso il sonno, quindi ci piacerebbe capire come funziona", ha detto. "È ambizioso, ma forse potremmo espandere questa ricerca ad altri tipi di apprendimento in modo da poter ricordare meglio e sviluppare un migliore apprendimento motorio, migliori capacità visive e una migliore creatività".

Fonte: Brown University