Outra área que tem sido o foco de muitas pesquisas é a relação entre sono e aprendizagem ou formação de memória. Os cientistas sabem com certeza que o sono é crucial para a aprendizagem – mas qual fase do sono é mais importante?
A aprendizagem ocorre na fase leve do sono REM ou na fase profunda, não-REM do sono? Como os neurônios em diferentes áreas do cérebro se coordenam nos estágios do sono para facilitar a aprendizagem e a consolidação da memória?
Dois estudos que a Medical News Today relatou sobre a ajuda para esclarecer estas questões.
Dormir ajuda o cérebro a aprender e permanecer flexível
No primeiro estudo, os experimentadores adulteraram o estágio de sono profundo, não-REM dos participantes do estudo, depois de lhes pedir para aprenderem um novo conjunto de movimentos. Os cientistas monitoraram a atividade cerebral dos participantes – seu córtex motor, especificamente – durante todo o estudo.
A equipe – liderada por cientistas sediados na Suíça – descobriu que um sono profundo inquieto resultou em uma eficiência de aprendizagem visivelmente reduzida. Os investigadores explicaram que os seus resultados se basearam nas sinapses do cérebro e nos seus papéis na aprendizagem.
Sinapses são conexões microscópicas entre neurónios que, juntamente com os químicos do cérebro, ou neurotransmissores, facilitam a passagem de impulsos eléctricos de um neurónio para outro. Durante o dia, as sinapses se ligam em resposta aos estímulos que o cérebro recebe do ambiente.
Mas durante o sono, a atividade dessas sinapses volta ao normal. Sem este período restaurador, elas permanecem excitadas no seu pico de atividade por muito tempo.
Isso interfere na neuroplasticidade do cérebro – ou seja, na sua capacidade de se religar e criar novas conexões entre os neurônios. A neuroplasticidade permite ao cérebro ‘pegar’ novas habilidades, mudar e adaptar-se aos estímulos de seu ambiente e, finalmente, aprender coisas novas.
Nicole Wenderoth, professora do Departamento de Ciências e Tecnologia da Saúde da ETH Zurique, e co-líder explica o que ocorreu em seu novo estudo.
“Na região fortemente excitada do cérebro, a eficiência da aprendizagem estava saturada e não podia mais ser alterada, o que inibia a aprendizagem das habilidades motoras”.
Ao conhecimento dos autores, este foi o primeiro estudo que mostrou uma relação causal entre a fase profunda do sono e a eficiência da aprendizagem. “Desenvolvemos um método que nos permite reduzir a profundidade do sono em uma determinada parte do cérebro e, portanto, provar a relação causal entre o sono profundo e a eficiência da aprendizagem”, diz o co-autor do estudo, Prof. Reto Huber.
Dormir também nos ajuda a desaprender
O segundo estudo que o MNT relatou observou diferentes estágios do sono. Contudo, esta pesquisa mostrou que o sono não só permite ao cérebro aprender coisas novas, mas também desaprender.
O estudo original de 2017 envolveu uma tarefa de aprendizagem auditiva. Os investigadores tocaram sequências de som enquanto os participantes estavam a dormir e acordados.
Monitoraram a actividade eléctrica cerebral dos voluntários usando um electroencefalograma (EEG).
Os EEGs também captaram fusos do sono que ocorreram quando o cérebro adormecido aprendeu novos sons. Os fusos do sono são picos na atividade oscilatória cerebral que pesquisas anteriores relacionaram com a aprendizagem e consolidação da memória.
Após cada sessão de sono, os experimentadores pediram aos participantes que escutassem novamente as seqüências sonoras e as reconhecessem. Eles avaliaram o seu desempenho de aprendizagem através de testes.
Usando as leituras do EEG, os cientistas examinaram três fases do sono: sono REM, sono leve não-REM e sono profundo não-REM.
Quando expostos aos sons durante o sono REM ou durante o sono leve não-REM, os participantes foram melhores em reconhecê-los quando acordados. Mas, quando expostos aos novos sons durante o sono profundo não-REM, eles tiveram mais dificuldade em reconhecer a seqüência sonora durante a vigília.
>
Também, enquanto “os marcadores EEG de aprendizagem eram prontamente observados em sono leve, eles estavam marcadamente ausentes em sono profundo”, relatam os cientistas.
Outras vezes, e mais importante, não só foi difícil para os participantes reconhecer os sons que os pesquisadores tinham tocado para eles em seu sono profundo não-REM, mas eles também acharam mais difícil (re)aprender esses sons, em comparação com sons inteiramente novos.
Os resultados sugerem que o sono profundo não-REM não é tanto para aprender coisas novas, mas sim para suprimir informações.
” a maior surpresa veio da capacidade do cérebro de desaprender. Assim, parece que durante o sono, podemos ou formar novas memórias, aprender, ou fazer o contrário: suprimir memórias e desaprender”.
– Thomas Andrillon, primeiro autor do estudo
Também acrescentam à evidência que o sono profundo ajuda a manter a neuroplasticidade. Especificamente, o sono leve não-REM (estágio 2) pode ajudar a excitar as sinapses, enquanto o sono profundo não-REM pode ajudá-los a relaxar, ou ‘downscale’.’
“Tal contraste entre sono leve e profundo é consistente com uma distinção qualitativa entre esses dois estágios do sono em relação à plasticidade neural”, escrevem os autores. “De acordo com esta visão, o sono leve favorece a potencialização sináptica, enquanto o sono profundo favorece a redução sináptica”.
“Não sugerimos nenhum papel funcional para o efeito supressor das informações apresentadas durante o sono”, eles acrescentam. “Em outras palavras, o sono profundo pode nos ajudar a desaprender ou esquecer, porque o esquecimento é um subproduto natural da preservação da neuroplasticidade; o esquecimento é um subproduto da nossa capacidade de aprender”.
Unificar as teorias do sono
Andrillon e colegas também explicaram que suas descobertas são significativas porque ajudam a unificar duas escolas de pensamento anteriormente contraditórias. Uma vê a função primária do sono como aprendizagem e consolidação de novas informações. A outra vê isso como descartando informações inúteis para não sobrecarregar o cérebro.
As cientistas reúnem cada vez mais evidências neurocientíficas sobre como o sono funciona, torna-se aparente que, em geral, tais divisões e dicotomias talvez não sejam a maneira mais útil de ver o sono ou o papel que o sono tem na aprendizagem.
Por exemplo, um estudo publicado apenas no mês passado mostra que o sono REM e não-REM trabalham juntos para impulsionar a aprendizagem.
Namamente, o sono não-REM impulsiona o desempenho das habilidades recém adquiridas, restaurando a flexibilidade e neuroplasticidade, enquanto o sono REM estabiliza essas melhorias e evita que novas aprendizagens sejam apagadas.
A nova pesquisa partiu da mesma hipótese que os estudos acima parecem destacar – que o sono deve fortalecer as sinapses e as conexões neuronais criadas durante o dia (para solidificar novos conhecimentos e evitar que eles sejam sobrescritos por novas informações). No entanto, também deve ‘downscale,’ ou relaxar ou enfraquecer, as sinapses para preservar sua flexibilidade e a neuroplasticidade do cérebro.
Este estudo – conduzido por Masako Tamaki, do Departamento de Ciências Cognitivas, Linguísticas e Psicológicas da Universidade Brown em Providence, RI – envolveu uma tarefa de aprendizagem visual. Os pesquisadores atribuíram a um grupo de participantes duas tarefas diferentes, uma antes do sono e outra depois do sono. O outro grupo não recebeu nenhuma tarefa de aprendizagem.
Os cientistas usaram scanners e eletrodos de ressonância magnética que aplicaram nas cabeças e pálpebras dos participantes. Eles também usaram espectroscopia de ressonância magnética para medir os dois químicos cerebrais envolvidos na plasticidade neural (ou flexibilidade das sinapses) e estabilização.
Tamaki e a equipe descobriram que a neuroplasticidade aumentou durante o sono não-REM. Isso teve associações com melhor aprendizagem e desempenho de tarefas após o sono.
Durante o sono REM, a plasticidade neural dos participantes caiu, o que se correlacionou com a estabilização do que eles tinham aprendido. Os pesquisadores supõem que o sono REM ajuda a evitar que o aprendizado antes do sono seja substituído pelo aprendizado subsequente.
Não parecido com o sono REM, os pesquisadores só viram a queda acentuada da plasticidade durante o sono REM entre os voluntários com uma tarefa para aprender.
Nas palavras dos pesquisadores: “O aumento durante o sono NREM, independentemente de ter ocorrido a aprendizagem antes do sono, mas foi associado a ganhos de desempenho pós-sono em relação ao desempenho pré-sono. Em contraste, a diminuição durante o sono REM, mas somente após o treinamento pré-sono, e a diminuição foi associada com a estabilização da aprendizagem pré-sono”.
“Estes achados indicam que o sono NREM promove plasticidade, levando a ganhos de desempenho independentemente da aprendizagem, enquanto que o sono REM diminui a plasticidade para estabilizar a aprendizagem de uma forma específica da aprendizagem”
– Masako Tamaki et al.