Como é que aprendemos durante o sono?

Rede neural e atividade populacional durante o sono e a vigília. Os padrões de disparo que representam atividade síncrona durante o sono e atividade dessíncrona durante a vigília foram gerados por simulação em uma rede neural de 10 neurônios pré-sinápticos.
[Imagem: Kinoshita et al. - 10.1371/journal.pbio.3003198]

Aprendizagem do sono

No córtex cerebral, numerosos neurônios trocam informações por meio de junções conhecidas como sinapses. A força - ou intensidade - de cada conexão sináptica muda dependendo dos níveis de atividade dos neurônios envolvidos, e os cientistas acreditam que essas mudanças formem a base do aprendizado e da memória.

Existem vários princípios estabelecidos que regem a relação entre os padrões de atividade neuronal e as mudanças na força sináptica, conhecidas como "regras de aprendizado sináptico". São regras que descrevem como a força das conexões sinápticas entre neurônios muda dependendo do tempo e da frequência da atividade neural - exemplos incluem a regra Hebbiana e a plasticidade dependente do tempo de pico.

Contudo, embora seja comum ouvir médicos e cientistas dizerem que o sono desempenha um papel crucial no aprendizado e na memória, ainda não está claro como as conexões sinápticas são alteradas durante o sono.

Agora, Fukuaki Kinoshita e colegas da Universidade de Tóquio (Japão) encontraram uma pista inédita, demonstrando que a força das conexões sinápticas no córtex cerebral durante o sono varia de acordo com as regras de aprendizagem sináptica e o nível de atividade neuronal durante o sono - é até possível prever as condições sob as quais pode ocorrer o que eles chamam de "aprendizagem do sono".

Já existem muitas pesquisas sobre a capacidade de aprender dormindo, tanto que os cientistas criaram um termo científico para isso: hipnopedia. O que os autores deste estudo chamam de aprendizagem do sono é o aprimoramento da memória e do desempenho do aprendizado por meio da organização e integração de novas informações pelo cérebro durante o sono, ou seja, de coisas que você aprendeu ou viveu antes de dormir.

Previsão do aprendizado

Os pesquisadores utilizaram simulações computacionais para reproduzir a atividade de redes neurais compostas por vários tipos de neurônios interconectados e investigaram alterações nas conexões sinápticas durante a atividade neural observada nos estados de sono-vigília.

Os resultados mostraram que as conexões sinápticas no córtex cerebral são fortalecidas durante o sono quando níveis específicos de atividade neural são acompanhados por regras típicas de aprendizagem sináptica. Isso esclarece as condições sob as quais o fortalecimento sináptico pode ocorrer mesmo durante o sono, permitindo, assim, previsões teóricas de quando a "aprendizagem durante o sono" é possível.

E essas previsões prometem melhorar nossa compreensão da relação entre sono, aprendizagem e memória. Além disso, elas poderão contribuir para a elucidação dos mecanismos de distúrbios cerebrais associados a distúrbios do sono, como condições neuropsiquiátricas.