Estudo revela como o sono estimula o aprendizado
Dois estágios distintos do sono parecem desempenhar papéis vitais e complementares no aprendizado: um estágio melhora o desempenho geral, enquanto o outro estabiliza o que aprendemos no dia anterior.
Os cientistas sabem há muito tempo que uma boa noite de sono faz maravilhas para nossa capacidade de aprender novas habilidades.
O que tem sido menos claro é o papel dos diferentes estágios do sono. Em particular, tem havido controvérsia sobre as contribuições relativas do sono com movimento rápido dos olhos (REM), que ocorre quando ocorre a maioria dos sonhos, e o sono não REM, que é principalmente sem sonhos.
Agora, um estudo de psicólogos do Departamento de Ciências Cognitivas, Linguísticas e Psicológicas da Brown University em Providence, RI, fornece pistas importantes que podem ajudar a resolver o debate.
Seu experimento - que se concentra no aprendizado visual - sugere que, em vez de um estágio ser mais importante que o outro para o aprendizado de novas habilidades, ambos desempenham papéis essenciais e complementares no processamento neuroquímico.
Eles descobriram que, embora o sono não-REM melhore o desempenho de novas habilidades adquiridas ao restaurar a flexibilidade, o sono REM estabiliza essas melhorias e evita que elas sejam substituídas pelo aprendizado subsequente.
"Espero que isso ajude as pessoas a perceberem que o sono não REM e o sono REM são importantes para a aprendizagem", diz o autor correspondente Yuka Sasaki, professor de ciências cognitivas, linguísticas e psicológicas da Brown.
A maior parte do sono REM ocorre nas horas finais do sono, portanto, a descoberta reforça a importância de não encurtar esses estágios posteriores.
“Quando as pessoas dormem à noite, há muitos ciclos de sono. O sono REM aparece pelo menos três, quatro, cinco vezes e especialmente na parte posterior da noite. Queremos ter muito sono REM para nos ajudar a lembrar com mais robustez, para que não reduzamos o sono. ”
- Prof. Yuka Sasaki
A pesquisa foi publicada na revista Nature Neuroscience .
Os psicólogos já haviam identificado dois benefícios distintos do sono para a aprendizagem.
O primeiro benefício, que eles chamam de "ganhos de desempenho offline", significa que o aprendizado adquirido antes do sono é aprimorado após o sono, sem nenhum treinamento adicional.
O segundo benefício, chamado “resiliência à interferência”, protege as habilidades aprendidas antes do sono de serem interrompidas ou substituídas pelo aprendizado subsequente após o despertar.
Para colher os dois benefícios, existe uma troca entre flexibilidade e estabilidade.
O aprendizado durante o dia envolve a formação de novas sinapses, que são as conexões elétricas entre as células nervosas e o fortalecimento das sinapses existentes através do uso repetido.
Enquanto dormimos, o cérebro parece simplificar suas operações para trabalhar com mais eficiência. De acordo com uma hipótese principal , ele faz isso reativando sinapses que foram fortalecidas durante o dia e, em seguida, indiscriminadamente "diminui a escala" ou enfraquece todas elas.
Isso restaura flexibilidade ou plasticidade às conexões locais do cérebro e redes mais amplas, para melhorar o desempenho geral.
Ao mesmo tempo, durante o sono, o cérebro também deve estabilizar as principais sinapses para impedir que o que foi aprendido no dia anterior seja eliminado por novas experiências de aprendizado.
Para investigar quando cada um desses processos ocorre durante o sono, os cientistas deram aos voluntários uma tarefa padrão de aprendizado visual. Isso envolveu a identificação de letras e a orientação das linhas que aparecem na tela em duas tarefas diferentes: uma antes do sono e outra após o sono.
As letras e linhas foram exibidas contra um fundo fixo de linhas horizontais para um grupo de voluntários e linhas verticais para outro grupo.
Os participantes foram autorizados a dormir por 90 minutos com a cabeça dentro de um scanner de ressonância magnética.
Após o despertar, eles tiveram 30 minutos para acordar completamente antes de executar a mesma tarefa, mas com a orientação oposta das linhas de fundo.
Pesquisas anteriores mostraram que mudar a orientação das linhas de fundo interfere nos ganhos de desempenho nessa tarefa de aprendizado.
Um terceiro grupo de voluntários não recebeu nenhuma tarefa de aprendizado antes ou depois do sono.
Os pesquisadores usaram eletrodos colados nas pálpebras e no couro cabeludo dos indivíduos para detectar quando eles entraram em diferentes estágios do sono.
Eles também usaram uma técnica chamada espectroscopia de ressonância magnética para medir as concentrações relativas de dois neurotransmissores - glutamato e ácido gama aminobutírico (GABA) - nas partes do cérebro que processam informações visuais.
O glutamato transmite sinais excitatórios no cérebro, enquanto o GABA transmite sinais inibitórios. Os neurocientistas acreditam que quando as concentrações de glutamato são altas em relação ao GABA, isso reflete um aumento na plasticidade neural, enquanto o oposto indica um aumento na estabilização.
Quando os cientistas analisaram seus resultados, descobriram que a plasticidade aumentava durante o sono não REM, o que se correlacionava com o desempenho aprimorado das tarefas após o sono.
Curiosamente, a plasticidade aumentou durante o sono não REM, mesmo para os voluntários sem tarefas a aprender, o que sugere que havia um processo geral de racionalização em andamento no cérebro.
Mais tarde, na sessão de sono, a plasticidade dos que estavam na tarefa de aprendizado caiu abaixo dos níveis de vigília durante o sono REM. Essa queda se correlacionou com a estabilização do aprendizado do dia anterior: parecia impedir a perda de qualquer ganho de desempenho.
Em outras palavras, o estágio REM pode tornar o aprendizado antes do sono mais resistente à interferência do aprendizado subsequente.
Ao contrário do sono não REM, a queda acentuada da plasticidade durante o sono REM foi vista apenas entre os voluntários com uma tarefa a aprender.
Isso sugere que a estabilização que ocorreu durante o sono REM foi focada exclusivamente nas sinapses envolvidas no aprendizado dessa tarefa.
Entre os participantes que não conseguiram dormir REM durante os 90 minutos no scanner, as melhorias no desempenho da soneca não se materializaram.
No geral, os resultados sugerem que os dois estágios do sono são essenciais para aprender coisas novas. Enquanto nosso cérebro está "offline", o sono não REM melhora o desempenho em tarefas aprendidas recentemente, mas sem o sono REM para estabilizar as memórias, esses ganhos serão perdidos.
O estudo se concentra em uma parte específica do cérebro e envolveu apenas um tipo de tarefa de aprendizado. Sasaki e sua equipe esperam investigar se os mesmos princípios se aplicam ao aprendizado em geral.
Além disso, eles querem explorar o papel do sono quando são oferecidas recompensas para motivar o aprendizado.
"Anteriormente, mostramos que as recompensas aprimoram o aprendizado visual durante o sono , então gostaríamos de entender como isso funciona", diz ela. "É ambicioso, mas talvez possamos expandir essa pesquisa para outros tipos de aprendizado, para que possamos lembrar melhor e desenvolver um melhor aprendizado motor, habilidades visuais e criatividade".