Nuovi studi elaborati sulla connessione sonno-memoria

Una nuova ricerca suggerisce che i grandi guadagni di sviluppo della prima infanzia sono spesso stimolati dal sonno.

Cioè, i bambini che fanno un sonnellino sono maggiormente in grado di applicare le lezioni apprese a nuove abilità, mentre i bambini in età prescolare sono maggiormente in grado di conservare le conoscenze apprese dopo il pisolino.

"Il sonno gioca un ruolo cruciale nell'apprendimento fin dalle prime fasi dello sviluppo", ha detto Rebecca Gómez, Ph.D., dell'Università dell'Arizona.

Gómez ha presentato la sua ricerca, che esamina specificamente come il sonno consente a neonati e bambini piccoli di imparare la lingua nel tempo, alla riunione annuale della Cognitive Neuroscience Society (CNS).

"Vogliamo dimostrare che il sonno non è solo un male necessario affinché l'organismo rimanga funzionale", ha detto Susanne Diekelmann dell'Università di Tubinga in Germania, che presiede il simposio. "Il sonno è uno stato attivo essenziale per la formazione di ricordi duraturi."

Un numero crescente di ricerche mostra come i ricordi si riattivano durante il sonno e un nuovo lavoro sta facendo luce esattamente su quando e come i ricordi vengono immagazzinati e riattivati.

"Il sonno è uno stato altamente selettivo che rafforza preferenzialmente i ricordi che sono rilevanti per il nostro comportamento futuro", ha detto Diekelmann.

"Il sonno può anche astrarre regole generali da singole esperienze, il che ci aiuta ad affrontare in modo più efficiente situazioni simili in futuro."

Studio della memoria del sonno con i bambini

Nel nuovo lavoro di Gómez, lei e i suoi colleghi stanno esaminando come i bambini piccoli possano riconoscere casi simili, ma non identici, a qualcosa che hanno imparato e applicarli a una nuova situazione - la cosiddetta generalizzazione.

Esempi in lingua includono la capacità di riconoscere la lettera "A" in diversi tipi di carattere, capire una parola indipendentemente da chi la sta parlando, o riconoscere uno schema grammaticale in una frase mai sentito prima.

"Il sonno è essenziale per estendere l'apprendimento a nuovi esempi", ha detto.

"I sonnellini subito dopo l'apprendimento sembrano essere particolarmente importanti per la generalizzazione della conoscenza nei neonati e nei bambini in età prescolare".

In uno dei suoi nuovi studi, Gómez ha suonato un "linguaggio di addestramento" artificiale tramite altoparlanti ai bambini di 12 mesi che stavano giocando. Hanno quindi verificato se i bambini riconoscevano un nuovo vocabolario dopo aver fatto un pisolino o essere stati svegli.

I bambini che hanno fatto un pisolino dopo aver appreso la lingua artificiale sono stati in grado di prendere le regole della lingua apprese prima del pisolino e applicarle per riconoscere frasi completamente nuove nella lingua.

I ricercatori hanno misurato il riconoscimento delle regole linguistiche in base al tempo che i bambini trascorrono con la testa girata per ascoltare frasi correttamente strutturate rispetto a frasi strutturate in modo errato nella lingua.

Per creare le lingue artificiali nei suoi studi, Gómez imita la struttura nel linguaggio naturale che può essere utile nell'apprendimento delle lingue. Ad esempio, nomi e verbi hanno schemi sonori leggermente diversi in molte lingue.

"Se voglio studiare se questi modelli aiutano i bambini ad imparare la lingua a una particolare età, costruisco stimoli con caratteristiche simili in un linguaggio artificiale", ha detto.

"Quindi posso testare bambini di età diverse per vedere quando sono in grado di utilizzare queste informazioni."

Il team di Gómez sta anche studiando il ruolo dei sonnellini per i bambini in età prescolare che stanno imparando le parole. "I bambini che fanno un pisolino subito dopo l'apprendimento sono in grado di generalizzare dopo il sonno, ma non dopo un intervallo simile di normale tempo di veglia", ha detto.

“I bambini in età prescolare con strutture di memoria più mature non sembrano formare generalizzazioni durante il sonno; tuttavia, i sonnellini sembrano essere necessari per mantenere una generalizzazione che si formano prima di un pisolino. "

"La differenza tra apprendimento e memoria nei neonati rispetto ai bambini in età prescolare potrebbe essere il risultato di diversi meccanismi neurali", ha detto Gómez.

La ricerca sui primati non umani suggerisce che mentre la maggior parte delle sottostrutture dell'ippocampo sono presenti nell'infanzia, le sottostrutture che possono supportare la riproduzione dei ricordi durante il sonno non iniziano a cablare fino a 16-20 mesi di età e quindi impiegano diversi anni per raggiungerlo scadenza.

"Pertanto, ipotizziamo che i benefici del sonno durante l'infanzia derivino da processi diversi rispetto a quelli a beneficio dei bambini in età prescolare", ha detto.

Mentre nei neonati, il sonno può contribuire a dimenticare informazioni meno ridondanti nello stimolo, ad es. voce di chi parla, le vere parole che i bambini sentono al di sopra e al di sopra dello schema ritmico che si verifica per tutti gli stimoli - Gómez ha detto che il replay basato sull'ippocampo può iniziare a contribuire a un'integrazione più attiva e alla conservazione dei ricordi dipendenti dal sonno nei bambini in età prescolare.

Successivamente, Gómez ei suoi colleghi hanno in programma di studiare quando i bambini in fase di sviluppo non hanno più bisogno di fare un pisolino per conservare le informazioni apprese. Il lavoro precedente mostra che i bambini che fanno un sonnellino meno di quattro volte a settimana sono in grado di conservare nuovi ricordi durante il sonno notturno.

Tuttavia, il lavoro del team di Gómez mostra che questi bambini devono ancora fare un sonnellino entro quattro ore dopo aver imparato a generalizzare le loro conoscenze a nuovi casi in futuro. Sono necessarie ulteriori ricerche per individuare quando si verifica la transizione verso una ritenzione della memoria più simile a quella degli adulti dopo il sonno notturno.

Memoria del sonno con gli adulti

Gli investigatori affermano che il sonno non solo ci aiuta a ricordare cose accadute in passato, ma ci aiuta anche a ricordare cosa vogliamo fare in futuro.

"Sia che facciamo programmi per le prossime vacanze o che pensiamo solo a cosa mangiare per cena stasera, tutti questi piani dipendono fortemente dalla nostra capacità di ricordare cosa volevamo fare al momento opportuno in futuro", ha detto Diekelmann.

"La probabilità che ci ricordiamo di eseguire le nostre intenzioni al momento opportuno in futuro è sostanzialmente maggiore se abbiamo dormito bene la notte dopo aver formato l'intenzione."

"Ci sono due modi in cui possiamo tenere a mente le nostre intenzioni", ha detto Diekelmann.

Un modo è pensare sempre alle intenzioni e cercare costantemente opportunità per metterle in atto. "Ad esempio, se voglio inviare una lettera all'ufficio postale mentre vado al lavoro, posso cercare un ufficio postale fino al mio posto di lavoro e pensare tutto il tempo 'devo lasciare la lettera'".

"Ma questo metodo", ha detto, "è inefficiente, poiché le risorse cognitive sono necessarie per altre attività come la sorveglianza del traffico e le manovre intorno alle persone".

"Il secondo modo per ricordare le intenzioni è memorizzarle nella rete della memoria", ha detto. "Se la memoria dell'intenzione è immagazzinata abbastanza bene, verrà in mente automaticamente nella situazione appropriata."

Ad esempio, se il ricordo dell'intenzione di far cadere la lettera è archiviato in modo forte, l'intenzione verrà in mente quando si passa all'ufficio postale.

È questo secondo metodo che i recenti studi del team di Diekelmann hanno cercato di esplorare.

In un nuovo studio, i ricercatori hanno chiesto ai partecipanti di ricordare le coppie di parole e, dopo aver appreso, hanno detto loro che avrebbero dovuto rilevare queste parole in un compito diverso due giorni dopo. Hanno quindi lasciato dormire metà dei partecipanti, mentre l'altra metà è rimasta sveglia per una notte. Durante la seconda notte, tutti i partecipanti hanno dormito in modo da non essere stanchi dei test.

Nella sessione di test, i partecipanti hanno svolto un'attività che includeva alcune delle parole apprese in precedenza dalle coppie. I ricercatori non hanno ricordato ai partecipanti la loro intenzione di rilevare le parole, ma hanno semplicemente registrato quante parole hanno rilevato. Volevano vedere se i partecipanti riuscivano ancora a rilevare le parole quando dovevano svolgere un compito aggiuntivo nello stesso momento che richiedeva la loro completa attenzione.

"Ci aspettavamo che, se i partecipanti avessero memorizzato l'intenzione sufficientemente forte nella loro memoria, allora vedere le parole avrebbe automaticamente portato alla mente l'intenzione di rilevare le parole", ha detto Diekelmann.

In effetti, i ricercatori hanno scoperto che i partecipanti a cui era permesso dormire erano in grado di rilevare automaticamente le parole.

"Con il sonno, i partecipanti si sono comportati perfettamente bene e hanno rilevato quasi tutte le parole anche quando dovevano eseguire due compiti impegnativi in ​​parallelo", ha detto Diekelmann.

Quei partecipanti che sono rimasti svegli durante la prima notte dopo aver formato l'intenzione, tuttavia, hanno ottenuto risultati sostanzialmente peggiori nel rilevare le parole contemporaneamente ad altri compiti.

"Anche quando dobbiamo fare molte cose diverse allo stesso tempo, il sonno assicura che le nostre intenzioni vengano in mente spontaneamente una volta che incontriamo la situazione appropriata per eseguire l'intenzione", ha detto Diekelmann.

Un obiettivo costante dei ricercatori sul sonno e sulla memoria è scoprire come il sonno seleziona quali ricordi sono degni di essere conservati a lungo termine.

"Si ritiene generalmente che esista una sorta di meccanismo di etichettatura che segna quali ricordi sono rilevanti e dovrebbero essere conservati a lungo termine e quali no", ha detto Diekelmann. "Tuttavia, siamo lontani dal capire cos'è e come funziona questo meccanismo di etichettatura".

Fonte: Cognitive Neuroscience Society