La neurociencia cognitiva del impacto de la calidad del sueño sobre el aprendizaje

Abstract

El presente trabajo se realiza bajo el sistema de Modalidad de desarrollo temático de dos artículos de investigación previamente publicados en revistas por la autora. En el artículo Breves conceptos del aprendizaje en Neurociencias, se busca de alguna manera proporcionar una base neurocientífica para comprender mejor los procesos de aprendizaje y memoria, y cómo estos pueden ser aplicados en el ámbito psiceducativo, para mejorar las estrategias de enseñanza-aprendizaje y el desarrollo de habilidades en los estudiantes. Sobre el artículo La importancia del sueño en el aprendizaje: Visos desde la perspectiva de la neurociencia, contribuye a una mejor comprensión de cómo el sueño influye en diversos procesos cognitivos y fisiológicos, principalmente en el aprendizaje y a memoria, desde una perspectiva neurocientífica y extensiva hasta la mirada psicológica. A continuación, en la parte central del trabajo, se desarrolla de manera extensa aspectos de la relación entre la calidad del sueño, enfocada fundamentalmente como duración total del sueño, y la memoria y aprendizaje; así como los fundamentos neurológicos de dicha relación. El sueño es una función esencial para la supervivencia y el bienestar del ser humano y muchos otros organismos; sin embargo, décadas de investigación muestran también los grandes beneficios del sueño en el desempeño cognitivo, incluyendo la memoria y la consolidación de los aprendizajes. Ambos estados del sueño, REM y NREM cumplen importantes roles en la consolidación de distintos tipos de aprendizajes; así el sueño NREM está asociado con una variedad de aprendizajes declarativos y no declarativos, mientras que el sueño REM se vincula principalmente con aprendizajes procedimentales, la solución de problemas y el pensamiento creativo. Estudios de laboratorio confirman también que la privación total o la privación parcial pero crónica del sueño perjudica los procesos de consolidación del aprendizaje al causar efectos adversos en los procesos de plasticidad neuronal. Finalmente, se exponen los fundamentos neurológicos de la relación entre sueño y memoria-aprendizaje. El hipocampo es la estructura fundamental que permite elaborar una representación unificada de la experiencia a ser recordada y para transferir información de la memoria a corto plazo hacia la memoria a largo plazo, en tanto que la corteza prefrontal contribuye selectivamente a la recuperación de recuerdos en el hipocampo. Los recuerdos son integrados en la neocorteza en las estructuras cognitivas denominadas esquemas. La privación del sueño afecta adversamente el desempeño de tareas mediado por el hipocampo. Este efecto puede deberse al impacto negativo de la privación del sueño sobre el proceso de neurogénesis (generación de nuevas neuronas), así como sobre el proceso de potenciación a largo plazo (PLP).

This work is carried out under the system of Mode of Thematic Approach from two research articles previously published by the author in scientific journals. In the article Brief concepts of learning in neurosciences, the goal is to provide somewhat a neuroscientific basis for an understanding of the processes of learning and memory, and how these conceptos can be applied in psycho-educative settings, in order to improve the teaching-learning strategies and the development of skills in students. The article The importance of sleep in learning: A look from the neuroscientific perspective contributes to a better understanding about how sleep influences on several cognitive and phisiological processes, mainly on learning and memory, from a neuroscience perspective and with extensions to psychological look. Following, in the central part of this work, an extensive review is made about facets of the relationship between sleep quality, understood as total duration of sleep, and memory and learning; as well as about the neurological foundations of these relationship. Sleep is an essential function for human being and many other organisms to survive and have well-being. Notwithstanding, many decades of research also show the great benefits of sleep on cognitive performance, including memory and consolidation of learning. Both sleep states, REM and NREM, accomplish important roles in the consolidation of different types of learning; thus NREM sleep is associated with a diversity of declarative and non declarative learning, whereas REM sleep is mainly related with procedural types of learning, problem solving and creative thinking. Laboratory studies also confirm that total deprivation or partial chronic deprivation of sleep are detrimental for learning and memory consolidation, because of adverse effects caused in the processes of neural plasticity. Finally, it follows a brief presentation of the neurological foundations of the relationship between sleep and memory-learning. The hippocampus is the fundamental structure which allows to make an unified representation of the experience to be recorded and to transfer information of short term memory to long term memory. On the other hand, prefrontal cortex selectivelly contributes to recall memories on the hippocampus. Memories are integrated in the neocortex into the cognitive structures named schemas. Sleep deprivation adversely affects performances on tasks mediated by the hippocampus. This effect can be due to the negative impact of sleep deprivation on neurogénesis (generation of new neurons), as well as on the long term potentiation (LTP) process.