Un nuovo studio mostra come il sonno aiuta a migliorare l'apprendimento

Un nuovo studio aiuta a spiegare cosa succede nel tuo cervello mentre dormi che aiuta a migliorare l'apprendimento motorio.

"I meccanismi di consolidamento della memoria per quanto riguarda l'apprendimento della memoria motoria erano ancora incerti fino ad ora", ha detto Masako Tamaki, Ph.D., ricercatore post-dottorato presso la Brown University e autore principale dello studio.

“Stavamo cercando di capire quale parte del cervello fa cosa durante il sonno, indipendentemente da ciò che accade durante la veglia. Stavamo cercando di capire il ruolo specifico del sonno ".

Utilizzando tre diversi tipi di scansioni cerebrali, i ricercatori sono stati in grado di quantificare con precisione i cambiamenti in alcune onde cerebrali e la posizione esatta di quella mutata attività cerebrale nelle persone mentre dormivano dopo aver appreso un'attività sequenziale di tocco delle dita. Il compito consisteva in una sequenza di tasti simili alla digitazione o al suonare il piano.

I risultati degli esperimenti condotti al Massachusetts General Hospital e poi analizzati al Brown mostrano che la maggiore velocità e accuratezza mostrate dai volontari nel compito dopo poche ore di sonno era "significativamente" associata a cambiamenti nelle oscillazioni delle onde cerebrali fast-sigma e delta nelle loro oscillazioni supplementari area motoria (SMA), una regione nella parte centrale superiore del cervello.

Questi cambiamenti delle onde cerebrali nella SMA si sono verificati durante una particolare fase del sonno nota come sonno "a onde lente", secondo i ricercatori.

Mentre gli scienziati hanno dimostrato che il sonno migliora molti tipi di apprendimento, incluso il tipo di attività motorie sequenziali toccando le dita affrontate in questo studio, non sono stati sicuri del perché o del come, secondo l'autore corrispondente Yuka Sasaki, Ph.D., professore associato di ricerca presso il Dipartimento di Scienze Cognitive, Linguistiche e Psicologiche di Brown.

È un'attività intensiva per consolidare l'apprendimento, quindi il cervello può trarre beneficio dal sonno perché è disponibile più energia o perché le distrazioni e i nuovi input sono meno, ha osservato.

"Il sonno non è solo una perdita di tempo", ha detto.

Per lo studio, il gruppo di ricerca ha reclutato 15 soggetti. Per le prime tre notti, nove di loro hanno dormito qualunque fosse l'ora di andare a letto preferita mentre il loro cervello veniva scansionato sia con la magnetoencefalografia (MEG), che misura le oscillazioni con un tempismo preciso, sia con la polisonnografia, che tiene traccia della fase del sonno.

A questo punto i ricercatori avevano buone misurazioni di base dell'attività cerebrale ei soggetti si erano abituati a dormire in laboratorio, hanno osservato i ricercatori.

Il quarto giorno, i soggetti hanno appreso il compito di battere il dito sulla mano non dominante, in modo che fosse volutamente più difficile da imparare. Quindi sono stati autorizzati a dormire per tre ore e sono stati scansionati con PSG e MEG.

Poi i ricercatori li hanno svegliati. Un'ora dopo hanno chiesto ai soggetti di eseguire l'attività di maschiatura.

Un gruppo di controllo di altri sei soggetti non ha dormito dopo aver appreso il compito, ma è stato anche chiesto di eseguirlo quattro ore dopo.

I ricercatori hanno scoperto che i soggetti che avevano dormito hanno svolto il compito più velocemente e in modo più accurato di quelli che non l'hanno fatto.

Il quinto giorno, i ricercatori hanno scansionato ogni volontario con una macchina per la risonanza magnetica, che mappa l'anatomia del cervello, in modo che potessero vedere dove si trovavano le oscillazioni MEG che avevano osservato nel cervello di ogni persona.

I ricercatori hanno monitorato cinque diverse frequenze di oscillazione in otto regioni del cervello, quattro regioni distinte su ciascuno dei due lati del cervello.

Sasaki ha detto che si aspettava che l'attività più significativa si svolgesse nella regione del cervello "M1", che governa il controllo motorio, ma ha invece scoperto che i cambiamenti significativi si sono verificati nella SMA sul lato opposto della mano allenata.

Ciò che era particolarmente importante delle oscillazioni delta e fast-sigma era che soddisfacevano due criteri chiave: sono cambiate sostanzialmente dopo che i volontari erano stati addestrati nel compito e la forza di quel cambiamento era correlata al grado di miglioramento della persona nel compito, secondo ai ricercatori.

Dopo aver eseguito gli esperimenti, Sasaki, Tamaki e il coautore Takeo Watanabe si sono trasferiti dall'ospedale a Brown, dove hanno allestito un nuovo laboratorio del sonno. Da allora hanno avviato un progetto per studiare ulteriormente come il cervello consolida l'apprendimento. In questo caso stanno esaminando attività di apprendimento visivo.

"Vedremo effetti simili?" Chiese Sasaki. "Sarebbe con bande di frequenza simili e un'organizzazione simile delle aree cerebrali vicine?"

Per scoprirlo, alcuni volontari dovranno solo dormirci sopra.

Lo studio è apparso nel Journal of Neuroscience.

Fonte: Brown University