Durante muchos años, los científicos han estado estudiando los procesos complejos que ocurren en el cerebro humano durante el sueño profundo, y uno de los descubrimientos clave de las últimas décadas se refiere a las llamadas ondas cerebrales lentas. Estas ondas eléctricas, también conocidas como oscilaciones lentas, desempeñan un papel crucial en la consolidación de recuerdos a largo plazo. Sin embargo, cómo afectan exactamente al neocórtex, la parte del cerebro responsable del almacenamiento de información, no estaba claro hasta hace poco. Un equipo de investigadores de Charité – Universitätsmedizin Berlin descubrió los mecanismos que explican por qué estas ondas son clave para la formación de recuerdos duraderos.

El sueño como clave para almacenar recuerdos

Durante el sueño, el cerebro humano pasa por diferentes etapas, y el sueño profundo, conocido como la fase de ondas lentas, se destaca como especialmente importante para los procesos de memoria. Según los neurocientíficos, el cerebro en esta fase reproduce eventos e información del día anterior. Traslada esta información del hipocampo, donde los recuerdos a corto plazo se almacenan temporalmente, al neocórtex, la región del cerebro responsable de la memoria a largo plazo. Las oscilaciones lentas, cambios rítmicos en el voltaje eléctrico en la corteza cerebral, son clave para este proceso. Su sincronización permite transferir y almacenar permanentemente la información.

Sincronización de las ondas cerebrales

Las oscilaciones cerebrales lentas se pueden medir utilizando un electroencefalograma (EEG), y su frecuencia es de aproximadamente un ciclo por segundo. Estas oscilaciones de baja frecuencia permiten la activación simultánea de un gran número de neuronas en el neocórtex. Según el profesor Dr. Jörg Geiger, líder de la investigación, estas oscilaciones no solo estimulan los procesos de memoria, sino que también aumentan la receptividad de las sinapsis, las conexiones entre las células nerviosas.

Investigación revolucionaria en tejido humano

El equipo de investigación realizó un análisis de muestras de tejido cerebral tomadas de pacientes sometidos a procedimientos neuroquirúrgicos debido a epilepsia o tumores cerebrales. Las muestras fueron almacenadas en condiciones especiales para preservar su funcionalidad. Simulando las oscilaciones lentas características del sueño profundo, los investigadores siguieron las reacciones de las neuronas utilizando técnicas avanzadas como la técnica multipatch. Este método permitió medir con precisión la actividad de múltiples sinapsis simultáneamente, proporcionando una visión detallada de la comunicación entre las células nerviosas.

Plasticidad sináptica y tiempo

Una de las conclusiones clave del estudio fue el descubrimiento de que las sinapsis entre las neuronas alcanzan su máxima eficiencia en un momento específico dentro del ciclo de oscilaciones lentas. Cuando el voltaje eléctrico aumenta repentinamente, el neocórtex entra en un estado de preparación aumentada para recibir y almacenar información. Esta breve ventana de tiempo, según el Dr. Franz Xaver Mittermaier, permite una transferencia eficiente de recuerdos del hipocampo al almacenamiento a largo plazo.

Aplicaciones prácticas de los descubrimientos

Los nuevos hallazgos abren la puerta al desarrollo de tecnologías que podrían mejorar las funciones de memoria en los seres humanos. Por ejemplo, la estimulación eléctrica transcraneal y la estimulación acústica ya se utilizan para estimular las ondas lentas durante el sueño, pero su aplicación actualmente se basa en métodos de prueba y error. Con una comprensión precisa de los mecanismos temporales, es posible desarrollar métodos de estimulación dirigidos que podrían ayudar a las personas con déficits cognitivos leves o a las personas mayores a preservar su memoria.

La ciencia detrás de las ondas lentas

Las ondas lentas son parte del espectro de actividades cerebrales conocidas como ondas delta, y además del sueño, también pueden ocurrir en ciertos trastornos neurológicos. Su papel en procesos como la plasticidad sináptica y la consolidación de recuerdos es objeto de intensas investigaciones, con un potencial para aplicaciones clínicas. Gracias a este tipo de investigaciones, estamos cada vez más cerca de comprender los complejos procesos que dan forma a nuestra capacidad de recordar y aprender.